微生物群集バイオフィルムにおける遺伝子変異・水平伝播の動態解明

阐明微生物群落生物膜中基因突变和水平传播的动态

• 批准号: 17J10413
• 负责人: 中村 祐哉
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J10413/
• 关键词: バイオフィルム; メタゲノム解析; 微生物群集; 遺伝子変異; 遺伝子水平伝播

前年度までに、取得したバイオフィルムサンプルのシーケンスデータから、サンプル中に存在する細菌群集構造を解析した。その結果、先行研究で存在が確認されていたAeromonas属、Pseudomonas属、Acinetobacter属で構成されていることを確認した。特に、Aeromonas_hydrophila_60229、Aeromonas_media_57598、Pseudomonas_putida_62305の各株は、全サンプルで検出され、以後では、これらの細菌株における遺伝子変異の検出を進めた。続いて、サンプル中に存在する微生物各種の遺伝子変異の検出を行った。本手順では、参照配列となる細菌のゲノム配列にサンプルの配列データをマッピングして、その塩基の違いからSNP(一塩基多形)を検出した。これにより、サンプル中の優占種細菌の遺伝子変異を包括的に特定した。これにより、細菌種の中で、バイオフィルムにおいて特定の遺伝子変異の蓄積が確認された。例として、Pseudomonas putida 62305では、326箇所のバイオフィルム細胞において変異の多い遺伝子領域（SNV）を同定した。また、本研究において、あるいは本研究に限らず、メタゲノムリードを用いた遺伝子解析における共通の課題である遺伝子に対する機能アノテーションを拡張するために、酵素反応の化合物の構造変化の類似性に基づいた酵素遺伝子アノテーション手法を開発、検証した。本手法の適用により、遺伝子機能アノテーションを拡張することで、これまでに発見されていなかった新たなヌートカトン合成酵素を発見し、実験的に正しくアノテーションできていることを確認した。本成果については、国際論文雑誌にて発表済みである。

Before the annual ま で に, get し た バ イ オ フ ィ ル ム サ ン プ ル の シ ー ケ ン ス デ ー タ か ら, サ ン プ ル に exist in す る bacteria cluster structure analytical し を た. そ の が confirmation result, leading research で さ れ て い た Aeromonas genera, Pseudomonas genus, Acinetobacter で constitute さ れ て い る こ と を confirm し た. に, Aeromonas_hydrophila_60229, Aeromonas_media_57598, Pseudomonas_putida_62305 の each plant は, full サ ン プ ル で 検 out さ れ, after で は, こ れ ら の bacteria strains に お け る heritage 伝 sub - different の 検 out を into め た . 続 い て, サ ン プ ル に exist す る microbial traces of various の 伝 sub - different の 検 を row っ た. This hand shun で は, with reference to match column と な る bacteria の ゲ ノ ム match column に サ ン プ ル の match column デ ー タ を マ ッ ピ ン グ し て, そ の salt base の violations い か ら SNPS (a) salt Quito shape を 検 out し た. こ れ に よ り, サ ン プ ル の optimal of bacteria in の heritage 伝 sub - different を including に specific し た. こ れ に よ り, bacteria kinds of の で, バ イ オ フ ィ ル ム に お い て specific の heritage 伝 sub - different の accumulation が confirm さ れ た. 62305 cases と し て, Pseudomonas putida で は, 326 の バ イ オ フ ィ ル ム cells に お い て - traces of different の い more 伝 subdomains (SNV) with fixed し を た. ま た, this study に お い て, あ る い は に limit this study ら ず, メ タ ゲ ノ ム リ ー ド を with い た posthumous son 伝 parsing に お け る の common topic で あ る posthumous son 伝 に す seaborne る function ア ノ テ ー シ ョ ン を company, zhang す る た め に, enzyme 応 の compound の structural variations change の similarity に base づ い た enzyme heritage 伝 son ア ノ テ ー シ ョ ン gimmick を 発, 検 し Youdaoplaceholder0. This technique の is に よ り, but 伝 function ア ノ テ ー シ ョ ン を company, zhang す る こ と で, こ れ ま で に 発 see さ れ て い な か っ た new た な ヌ ー ト カ ト ン synthetic enzyme を 発 し, be 験 に is し く ア ノ テ ー シ ョ ン で き て い る こ と を confirm し た. This achievement has been published in に にて て て て, and the international paper 雑 has been published in にて and みである.

项目成果

Targeted enzyme gene re-positioning: A computational approach for discovering alternative bacterial enzymes for the synthesis of plant-specific secondary metabolites

• DOI: 10.1016/j.mec.2019.e00102
• 发表时间: 2019-09
• 期刊: Metabolic Engineering Communications
• 影响因子: 5.2
• 作者: Yuya Nakamura;S. Hirose;Y. Taniguchi;Yuki Moriya;Takuji Yamada

もっとよくわかる！腸内細菌叢

更好理解！

• 发表时间: 2019
• 作者: Tanaka Kimie;Fukuda Daiju;Sata Masataka;西岡 安彦;坂尾誠一郎;山下智也（福田真嗣）
• 通讯作者: 山下智也（福田真嗣）