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

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。

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。