| 研究課題/領域番号 |
26650158
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
本郷 裕一 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (90392117)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ゲノミクス / 腸内細菌 / 群集構造 / 難培養微生物 / ファージ / CRISPR |
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| 研究実績の概要 |
シロアリは重要な分解者として地球の物質循環に大きく貢献し、その木質消化能力を活かしたバイオ燃料開発への応用も期待されている。一方で、一部の種は木造建築物の大害虫として知られており、世界的に大きな経済被害をもたらしている。これらを可能とするシロアリの高効率な木質分解能や旺盛な繁殖力の大部分は、腸内微生物群集による木質分解や空中窒素固定に負うところが大きい。本研究では、シロアリの生存に必須な腸内微生物の群集構造決定に、微生物細胞に寄生するウイルス（バクテリオファージ）群集が関与するのではないか、という仮説を立て、その検証ならびに害虫駆除への応用の検討を目的としている。
H26年度は、シロアリ腸内細菌の単離培養とゲノム解析、また培養できない細菌優占種のゲノム配列取得にも成功し、それらのゲノム上に存在するファージ配列やCRISPR配列の探索を行った。CRISPRとは、原核生物が持つ対ファージ防衛システムで、CRISPRがコードされるゲノム領域には、過去に感染したファージなどの配列の履歴が残っていると考えられている。詳細は次年度以後に解析予定である。
また、ファージの宿主細菌種を特定するには、通常は細菌の単離培養株を用いた実験を行うが、シロアリ腸内細菌の大多数は培養不能であるため、困難である。そこで、蛍光セルソーターで腸内細菌を1細胞ずつPCRプレートに単離して、それぞれ全ゲノム増幅を行った。これらの1細胞ゲノム増幅産物から分類マーカーである16S rRNA遺伝子をPCR増幅し、細菌種の同定を行った。この「1細胞ゲノム増幅産物ライブラリ」を用いて、次年度以後に、ファージ配列とCRISPR領域の探索を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画では、H26年度はシロアリ腸内のファージメタゲノムを行う予定であったが、予定を変更し、H27年度以後に行う予定であった、シロアリ腸内細菌のゲノム上のファージ配列及び対ファージ防御システムであるCRISPRの探索に着手した。これは、腸内細菌ゲノム配列取得に成功したため、その解析を優先した結果である。また、シロアリ腸内細菌の1細胞ごとの取得も行い、次年度以上の解析に備えた。H26年度に行う予定であったファージメタゲノムも、H27年度に着手予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
H27年度は、シロアリ腸内のファージメタゲノム解析に着手する。抽出可能な核酸が微量であるため、Illumina MiSeq用のライブラリ調製法の最適化も必要である。また、H26年度中に取得していた細菌ゲノム配列中のCRSIPR領域を情報解析して、過去のファージによる感染履歴探索を試みる。さらに、同じくH26年度に取得した腸内細菌1細胞ゲノム増幅産物の網羅的なゲノム配列取得を行い、ファージ配列ならびにCRISPR配列を探索する。
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