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棘皮動物の皮下に棲み着く細菌の多様性と生理機能の解明

阐明棘皮动物皮下细菌的多样性和生理功能

基本信息

批准号：
22KJ1692
负责人：
河野圭丞
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1692/
关键词：
無脊椎動物棘皮動物微生物共生皮下共生共生微生物

项目摘要

本研究の目的は、海洋の大型無脊椎動物である棘皮動物でのみ知られる皮下共生微生物（Sub-Cuticular Bacteria: SCB）の多様性および由来、宿主への感染様式、宿主への生理機能について明らかにすることである。目的の達成のため、具体的には①棘皮動物の体内に存在する微生物の群集構造解析とSCBの特定および多様性の解析、②顕微鏡観察によるSCBの局在性の解明、③SCBのゲノム解析、④飼育実験系によるSCBが宿主に及ぼす生理機能の解明を実施する。本研究は棘皮動物でのみ知られる「皮下共生」という全く新しい共生形態に注目し、微生物学や環境生物学、水産資源学さまざまな分野に発展が期待できる研究である。今年度はまず①棘皮動物の体内およびクチクラ層下に存在する微生物の群集構造解析によるSCBの特定と多様性の解析について研究を進めた。2021年度に解析した棘皮動物を含んだ複数種を対象として次世代シーケンサーを用いたアンプリコンシーケンス解析を実施し、体内の微生物群集構造を解明した。その結果、種ごとに特異な微生物群が検出され、それら微生物群は配列全体の40%以上を占める優占群であった。また、2021年度でも解析を実施した種に関しては今年度のサンプルでも同じ系統群の微生物が優占して検出され、宿主と強固な共生関係を構築している可能性が示された。さらに対象とした棘皮動物の1種類に優占して検出された(全配列数のうち80%程度)微生物の分離培養に成功した。来年度は③SCBのゲノム解析を実施し二次代謝産物の生合成に関わる遺伝子や宿主への感染や生理機能に関わる因子の探索を実施する予定である。また、分離株は16S rRNA遺伝子による相同性検索から新規微生物の可能性があるため生理性状試験を実施しており、新種微生物として記載する準備を進めている。

The purpose of this study was to investigate the diversity and origin of Sub-Cutaneous Bacteria (SCB) in marine macroinvertebrates, their infection patterns, and their physiological functions. To achieve this objective, the specific objectives include (1) analysis of microbial community structure and SCB specificity and diversity in echinoderms,(2) interpretation of SCB local characteristics by microscopic observation,(3) analysis of SCB requirements, and (4) interpretation of SCB host and physiological functions in breeding systems. This study focuses on the understanding of Echinoderms, the development of new symbiotic morphology, microbiology, environmental biology and aquatic resources. This year, the study on the structure of micro-organisms existing in the substratum of echinoderms and the specific diversity of SCB has been carried out. In 2021, the analysis of echinoderms included a plurality of species, and the analysis of microbial community structure in vivo was carried out. The results, species-specific microbiota, and the microbiota are more than 40% of the total population. In 2021, the analysis was carried out to show the possibility of establishing a strong symbiotic relationship between host and microorganism in the same system group. The isolation and culture of microorganisms were successfully carried out in the first species of echinoderms (80% of the total number). In the coming years, the analysis of SCB and the exploration of factors related to the biosynthesis of secondary metabolites and the physiological functions of infection in host cells will be carried out. The identification of 16S rRNA genes in the isolates, the possibility of new species of microorganisms, and the preparation of new species of microorganisms.