2013 Fiscal Year Annual Research Report
深海熱水由来超好熱菌のゲノムとメタゲノム解析に基づく有用遺伝子ライブラリーの構築
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13J02043
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大福 高史 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | 超好熱古細菌 / 全ゲノム解読 / ゲノムシンテニー / ウイルス / ゲノム多様化 / 重金属の輸送酵素 |
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| Research Abstract |
本研究は、超好熱古細菌Aeropyrum caminiの全ゲノム解読とその遺伝子資源のライブラリー化を目的としている。今年度の成果は以下の通りである。
(1)深海熱水孔より分離された海洋性超好熱古細菌A, caminiの全ゲノム解読
Genome Sequencer FLX Titaniumパイロシーケンスプラットフォーム用いてシーケンスすることで総塩基数1,595,994bpのA. camini全ゲノム配列の決定に成功した。Microbial Genome Annotation Pipelineを利用したアノテーションにより、50個のrRNA遺伝子と1,695個のタンパク質コード領域を推定した。A. caminiのゲノム配列のGC含量は56.7%、ゲノム上の複製開始点は2個と推定された。これらのゲノムの性状は浅海熱水孔より分離された近縁種Aeropyrum pernixと類似していた。
(2) A. caminiとA. pernixのゲノム比較
A. eaminiとA. pernixは1,455個(86-88%)のオルソロガス遺伝子(共通祖先に由来する遺伝子)を共有しており、両者のゲノムシンテニー(遺伝子の並びと相同性)はよく保存されていた。その一方で、2つのA、pernix溶原化ウイルス(APSV1とAPOV1)とウイルスの感染履歴であるCRISPRにおいてシンテニーの崩壊が認められた。さらに、A. eaminiとA. pernixにおいてそれぞれ190個と245個のオルソロガスでない遺伝子を解析した結果、ウイルスと相互作用することで、ゲノムが多様化していることが示唆された。また、A. eamimに特異的な遺伝子のほとんどは機能未知であったものの、独自の重金属の輸送酵素遺伝子(ACAM_0984)をコードしていた。本酵素は高い耐熱性や耐久性が見込まれ、レアメタル回収技術などへの応用が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超好熱古細菌A. caminiの全ゲノム配列の解読に成功し、そのゲノム解析を予定通り進めることができた。ほとんどが機能未知であるものの、近縁種であるA. pernixとゲノム比較することで本種に特有の遺伝子ライブラリーを構築でき、おおむね順調と評価される。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、培養困難な好熱古細菌の有用遺伝子を探索するため、環境中のDNAを網羅的にシーケンスするメタゲノム解析を行う。A. caminiのゲノム情報も統合することで、有用遺伝子ライブラリーを構築する。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Variation of the virus-related elements within syntenic genomes of the hyperthermophilic archaeon Aeropyrum.2013
Author(s)
Daifuku, T., Yoshida, T., Kitamura, T., Kawaichi, S., Inoue, T., Nomura, K., Yoshida, Y, Kuno, S., and Sako, Y.
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Journal Title
Applied Environmental Microbiology
Volume: 79巻
Pages: 5891-5898
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cystein 295 indirectly affects Ni coordination of carbon monoxide dehydrogenase-II C-cluster.2013
Author(s)
Inoue, T., Takao, K., Yoshida, T., Wada, K., Daifuku, T., Yoneda, Y., Fukuyama, K., and Sako, Y.
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Journal Title
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 441巻
Pages: 13-17
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Quantitative detection of carboxydotrophic bacteria Carboxydothermus in a hot aquatic environment.2013
Author(s)
Yoneda, Y., Yoshida, T., Daifuku, T., Kitamura, T., Inoue, T., Kano, S., and Sako, Y.
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Journal Title
Fundamental and Applied Limnology
Volume: 182巻
Pages: 161-170
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Genome variation in the hyperthermophilic archaea Aeropyrum2013
Author(s)
Daifuku T, Yoshida T, Kitamura T, Kawaichi S, Inoue T, Nomura K, Yoshida Y, Kuno S, and Sako Y.
Organizer
Gordon Research Conference, Archaea : Ecclogy, Metabolism & MolecularBiology
Place of Presentation
Renaissance Tuscany II Ciocco Resort Lucca (Barga), Italy
Year and Date
20130628-0802
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