環境中の生育速度を加えた微生物メタゲノム解析とゲノムへの展開

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2019年度は2018年度までに開発・評価を経た手法を用いて、微生物の生育動態に関する新規関係性を解明することを目的にしていた。今年度は当初の計画通り、先行研究でシーケンスが完了し利用が可能であった複数のメタゲノムデータに対して手法を適用し、腸内細菌のin situにおけるDNA複製活性度を解析した。具体的な評価対象としては、炎症性腸疾患(クローン病・潰瘍性大腸炎の分別を含む)、新生児とその母、大腸がんの患者から得られたメタゲノムデータが挙げられる。この解析のうち、IBD患者に関する結果では先行研究において観測された結果の再現性が確認され、生体から得られたメタゲノムデータを利用した場合にも既存手法と同等の精度で生育動態を推定することが可能であることが示された。更に乳児と成人に腸内において生息するBifidobacterium属の細菌では、宿主となる個人の年齢と活発に複製する細菌株の間に関係性が確認された。この点は、先行研究で母乳を使ったBificobacterium属細菌の培養で生育速度に違いが見られた点と類似するものであり、ヒトの生育段階に応じて腸内のBifidobateriumが適宜入れ替わることを示唆した。このように、最終年度ではこれまで培養株等のシーケンスデータを用いて評価していた手法を、実際の生体から得られたデータまで拡張・実演した。これは核酸配列のデータから微生物の生育を推定し、より詳細に微生物群集のダイナミクスを解析するための一連の流れの上で意義深いものであると考えられる。更に本年度では、本研究成果に関して査読付き国際誌へ投稿・出版し、複数の国内学会で発表した上で内一つでは優秀口頭発表賞を受賞した。