海洋微生物光受容の全貌解明：大規模メタゲノムで描き出す海と光のSeascape

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本研究では、これまでに実施されたほぼ全ての海洋メタゲノムプロジェクトを集約・再アセンブル・再解析を行い、海洋微生物を全球レベルで比較可能なデータベースを構築する。構築したデータベースを用いて、海洋微生物の持つ光受容システム（ロドプシンや光合成に関連する遺伝子）の分布を網羅的に解析する。また、メタゲノム再構築ゲノム（MAG）から、各遺伝子を持つ生物種の特定を行い、上記解析結果と統合することで、海洋微生物の持つ光受容システムを全球レベルで可視化することを目指す。メタゲノムデータを用いて、個々の微生物ゲノム（MAG：Metagenome-Assembled Genome）を解読する手法の開発をおこない、開発した手法を用いて、公共データベースから入手可能な、様々な海洋環境に由来する大規模メタゲノムデータ（約29兆塩基対）の解析を行なった。その結果、59門にまたがる5万以上の原核生物ゲノムの解読に成功し、得られたゲノムの情報を整備して、約15,000ゲノムを収載する海洋微生物ゲノムデータベースMarDBを大幅に上回る、世界最大の海洋微生物ゲノムカタログ「OceanDNA MAGカタログ」として公開した。構築した世界最大の微生物ゲノムデータベースを用いることで、これまでにない解像度で機能遺伝子の分布および遺伝子を持つ分類群を調べることが可能になる。今後の研究では、データベースを用いて、微生物型ロドプシン、光合成関連遺伝子（pufM）の全球分布の解析を実施予定である。