2020 Fiscal Year Annual Research Report
Cultivation of the uncultured symbiotic bacteria based on the metagenomic information
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18K19221
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤田 雅紀 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (30505251)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 生合成遺伝子 / 共生細菌 / 海綿 / バクテリオサイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
共生様式の解明 本年度は昨年度のFISH解析により染色された細胞が本当に目的とするマイカロライド生産菌であるのか、また伝播様式は本当にbacteriocyteによる垂直伝播であるのかの解析を、透過型電子顕微鏡 (TEM) 観察および多重標識によるFISH観察により行った。TEM観察の結果、細菌は海綿組織内に均等に散らばるのではなく、FISH解析で得られた結果と同様に数十－数百細胞が密集したマイクロコロニーを形成している事が確認できた。また、幼生の段階で既にbacteriocyte様の膜構造は無く細胞外共生である事が確認された。一方、胚の段階では既に膜構造が崩壊しているが、何らかの細胞膜様構造に包まれていた痕跡があり、bacteriocyte様の構造を経由して垂直伝播する事が示唆された。 また、一般細菌用共通プローブと生産菌特異的プローブを併用したところ、マイクロコロニーには生産菌以外の細菌も共存する事が明らかになった。その割合もアンプリコン解析の結果と同様であったことから、FISH解析結果の妥当性が示された。これらの結果は海綿中の有用細菌はbacteriocyte様構造を介してなんらかのセレクションを受けて次世代に引き継がれている可能性を示すものである。
メタゲノム解析 今年度は熊本県産Mycale属海綿と同様にマイカロライド類を産出するが、側鎖の構造や類縁体の生産割合が異なる三重県五ケ所湾産のMycale属海綿について、そのマイカロライド生産菌のゲノムを決定した。その結果、全体としてリピート配列やその挿入位置なども含めて99％以上の一致が見られたが、短鎖ポリケタイドの生合成に関与する領域が完全に欠損していた。これはマイカロライド側鎖の生合成遺伝子と推定され、その有無等により類縁体の生産内容が変化していると考えられた。
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