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Innovative strategy for cultivation of CPR bacteria and DPANN archaea

CPR 细菌和 DPANN 古菌培养的创新策略

基本信息

批准号：
22K19141
负责人：
加藤真悟
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

原核生物の全系統多様性の大部分を占めるともいわれるCPRバクテリア群およびDPANNアーキア群は、地球上の至る所に生息するものの、その99%以上の種がまだ実験室で培養できておらず、宿主域も不明であるため、その生理機能や生態学的役割はほとんど未知である。本研究の目的は、培養に依存せずに未培養性CPR/DPANNの宿主を同定する手法を確立し、その宿主情報に基づいて「CPR/DPANN―宿主」共生体を培養することである。研究計画の初年度となる今年度は、非培養依存のCPR/DPANNの宿主同定法の肝となる１共生体分取顕微装置の開発に着手し、ほぼ完成形に近いところまで組み立てた。未培養微生物の可培養化の成功の鍵は、良い植菌源を選定することである。植菌源の一次スクリーニングとして、国内温泉地４地点において採取済みの温泉水・泥のショートリードメタゲノム解析を実施した。さらにそのうちの１試料において、PacBioロングリードメタゲノム解析を実施し、16S rRNA遺伝子を含むCPR/DPANNのゲノムを１０個以上獲得することに成功した。この成果は国際誌（オープンアクセス）に掲載された。この16S rRNA遺伝子配列を標的にすることで、試料中のCPR/DPANNの細胞を特異的に可視化することが可能となる。また、別の１試料からは、好気条件下で増殖可能なDPANN群の１種と宿主との共培養系を、従来の培養法により確立し、その培養性状やゲノム配列を決定した。この成果は国際誌（オープンアクセス）に掲載され、プレスリリースや解説記事も発表した。このDPANN共培養系は、本研究計画においては、新たに開発する顕微装置の実用性試験において、有用な試料となる。

Most of the system-wide diversity of prokaryotes is accounted for by CPR and DPANN groups, and more than 99% of species are cultivated in separate rooms, host domains are unknown, and physiological functions are unknown. The aim of this study was to establish the culture method of CPR/DPANN-host symbionts and to establish the culture method of CPR/DPANN-host symbionts. The initial phase of the research project was completed in 2010, and the host identification method for culture-independent CPR/DPANN was used to develop micro-devices for symbiont isolation. The key to successful culturability of uncultured microorganisms is the selection of good plant sources. The first time the source of the bacteria is selected, the four hot spring sites in China are selected to analyze the hot spring water. In addition, the analysis of PacBio gene and CPR/DPANN gene was successfully carried out in more than 10 samples. The results of this study were published in the International Journal. The 16S rRNA gene alignment targets and cell-specific visualization of CPR/DPANN in the sample is possible. A co-culture system for DPANN population was established by culture method, and the culture characters were determined by culture method. The results were published in the International Journal of the People's Republic of China. This DPANN co-culture system is a useful test material for the development of micro-devices in this study.