ヒト腸内細菌叢における遺伝子水平転移を介した共同体ゲノム進化機構の解明

通过人类肠道微生物群水平基因转移阐明群落基因组进化机制

• 批准号: 16J02725
• 负责人: 石川 奏太
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02725/
• 关键词: ヒト腸内細菌叢; 遺伝子水平転移; ゲノム機能進化; 共同体ゲノム; 祖先形質復元; 大規模系統解析; 巨大系統樹; 分子系統解析; 超並列計算

本研究では、ヒト腸内細菌叢特有のゲノム機能（ゲノム形質）の進化シナリオをメタゲノミクス解析由来データのphylodynamics解析に基づき推測するというアプローチに着目し、推測されたゲノム形質進化と個々の機能遺伝子の水平転移との照らし合わせを行うことで、遺伝子水平転移というミクロな事象が細菌叢全体のゲノム機能進化というマクロな事象にどのように影響したのかを解明することを目的としてきた。このために最も必要とされたものが大規模系統樹における頑健かつ高速な祖先形質復元を可能にする手法であり、海外研究機関との共同研究のもと、様々なデータ解析環境に適用可能なオープンソースプログラム「PASTML」を開発した(1)。同プログラムをヒト腸内細菌叢由来メタゲノムデータに基づく大規模系統解析に適用し、腸内細菌叢ゲノム形質の進化シナリオを推測するまでには至らなかったが、本研究はPASTMLプログラムの更なる機能開発と並行して今後も引き続き行う予定である。メタゲノミクス由来データを含む種々の大規模遺伝子配列データに基づくphylodynamics解析において重要となる祖先形質復元手法の開発と汎用プログラムへの実装を行ったこと、また、当初予定していたものとは異なるが大規模ウイルス由来データ解析においてウイルス株の地理的拡散や薬剤耐性変異獲得プロセスなどの形質進化を頑健に推測し、ウイルスの進化疫学研究に有用な知見を提供できた(2)ことから、本研究における成果は十分にあると判断する。(1)ソフトウェアURL:https://pastml.pasteur.fr/(2)本研究成果の論文は現在Molecular Biology and Evolution誌にてrevision中。

This study analyzes the origin of the evolution of the unique function (morphology) of intestinal bacteria in the intestines of では and ヒト and analyzes the origin of the シナリオをメタゲノミクスータのphylodynamics analysisにbasedづきspeculationするといアプローチに目し、speculationされたゲノムmorphology Evolution of individual functions, the horizontal movement of the left body, the horizontal movement of the left body, the horizontal movement of the left body, and the details of the event. The overall functional evolution of the bacterial colony is the evolution of the function of the event and the influence of the event. The most necessary and the most necessary large-scale phylogenetic trees are the tenacious and the high-speed restoration of ancestral morphology and the possibility of the method and the overseas research machine. Sekito jointly researches and analyzes the environment and applies it to the application of PASTML "PASTML" (1). Same as the origin of the intestinal bacterial flora, the application of large-scale systematic analysis of the intestinal bacterial flora, and the evolution of the intestinal bacterial flora. Speculations from するまでには to らなかったが、This research is based on PASTMLラムの新なる function is open and parallel, and the future is going to be the same. The origin of メタゲノミクスデータを怅むkind々のlarge-scale legacy 伝子array データにbaseづくphylodynamics analysis において重Kaname's ancestral form-matter restoration technique is a general-purpose tool that can be used to restore the body's shapeを行ったこと, また, originally scheduled していたものとはdifferent なるが大Scale ウイルス origin データ analysis においてウイルス strains の 拡 scatter や 薬剤 tolerance difference acquisition プ ロ セ ス な ど の morphological evolution を stubborn に speculationし, ウイルスのevolutionary epidemiology research is useful and knowledge is provided できた(2)ことから, and the results of this study are very にあるとjudgment する. (1) ソフトウェアURL: https://pastml.pasteur.fr/ (2) The results of this research are now in the Molecular Biology and Evolution journal revision.

项目成果

cytopast

细胞质

Institut Pasteur/LIRMM(フランス)

巴斯德研究所/LIRMM（法国）

Global Kinetoplastea phylogeny inferred from a large-scale multigene alignment including parasitic species for better understanding transitions from a free-living to a parasitic lifestyle

从包括寄生物种在内的大规模多基因比对推断出的全球动质体系统发育史，以更好地理解从自由生活到寄生生活方式的转变

• DOI: 10.1266/ggs.16-00056
• 发表时间: 2017
• 期刊: Genes & Genetic Systems
• 影响因子: 1.1
• 作者: Yazaki;E.;Ishikawa;Sohta. A.;Kume;K.;Kumagai;A.;Kamaishi;T.;Tanifuji;G.;Hashimoto;T.;and Inagaki;Y.
• 通讯作者: Y.

巨大ウィルス系統樹における祖先配列復元アルゴリズムの開発

巨型病毒系统发育树祖先序列恢复算法的开发

• 发表时间: 2017
• 作者: 石川奏太;田渕晶大;朴泰祐;稲垣祐司;佐藤三久;橋本哲男
• 通讯作者: 橋本哲男

Institut Pasteur(フランス)

巴斯德研究所（法国）