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難培養微生物ゲノムデータベースの構築とその基礎的研究

难培养微生物基因组数据库的构建及基础研究

基本信息

批准号：
16710143
负责人：
山下敦士
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kitasato University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

キジラミの共生細菌であるCarsonella ruddiiのゲノム解析を行った。C.ruddiiは、キジラミ体内で菌細胞と呼ばれる特殊な巨大宿主細胞内に存在しており、その難培養性のためゲノム配列決定の常法であるホールゲノムショットガン法に使用するショットガンライブラリーの作製に必要な量のゲノムDNAの調製が困難であった。今回、DNA増幅法の一つであるRCA法を用いて、C.ruddiiのゲノムDNAを増幅したが、出発材料として以下の二通りを用意した。(1)数十個体分の菌細胞を集め、ゲノムDNAを調製した。しかしながら、この量はショットガンライブラリーの作製に必要なDNA量1μgの100分の1程度で極微量である。(2)数個体分の菌細胞から直接RCA法によりゲノムDNAを増幅した。ホールゲノムショットガン法に従いゲノム配列の決定を試みた結果、出発材料として極微量の精製したゲノムDNA及び数個体分の菌細胞を用いた場合のどちらにおいてもC.ruddiiの全ゲノム配列を決定することに成功した。恐らく、RCA法により増幅したゲノムDNAを用いて全ゲノム配列の決定に成功したのは世界で初めてのことである。C.ruddiiのゲノム配列長は約160kbpで、GC含量が約17%であり、これまで報告された細菌ゲノムの中で、最小のゲノムサイズ及び最低のGC含量を有するゲノムであった。C.ruddiiのゲノムは、解糖系やTCA回路など細菌が自立増殖するために必要な遺伝子を殆ど欠いていたが、必須アミノ酸の合成に関与する遺伝子の多くを保持しており、アブラムシの細胞内共生細菌ブフネラと同様の傾向を示した。しかしながら、ブフネラよりもゲノムサイズが遥かに小さいことから、C.ruddiiはブフネラよりも進化的に進んでおり、ミトコンドリアのようなオルガネラに近い存在に進化しつつあると考えられる。

Carsonella ruddii is a symbiotic bacteria. C. ruddii In vivo bacterial cells and calls exist in special giant host cells, which are difficult to culture, and the common method for determining the allocation of DNA is difficult to modulate in the amount necessary for the production of DNA. Now, the DNA amplification method is used, C. ruddii is used, and the DNA amplification method is used. (1)Dozens of individual bacterial cells were collected and DNA was modulated. The amount of DNA required for the preparation of the vaccine is 1 μ g to 1 μ g. (2)The number of isolated bacterial cells was increased by direct RCA. The results of the experiment and the determination of the amount of DNA and the number of individual cells used in the experiment are as follows: In order to achieve this goal, the RCA method should increase the amplitude of DNA and make decisions on the allocation of DNA. C. ruddii's genome has a length of approximately 160 kbp and a GC content of approximately 17%. Among the bacterial genomes reported here, it has the smallest genome and the lowest GC content. C. Ruddii has a tendency to maintain the diversity of genes associated with the production of intracellular symbiotic bacteria in the sugar hydrolysis system and TCA loop, as well as in the production of essential genes associated with acid synthesis. C. ruddii, C. ruddii, C. rud