Innovative strategy for cultivation of CPR bacteria and DPANN archaea

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。

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。