未知廃水処理微生物群のメタゲノム解析による統合代謝ネットワークの解明

通过未知废水处理微生物群落的宏基因组分析阐明综合代谢网络

• 批准号: 19KK0371
• 负责人: 久保田 健吾
• 金额: $ 9.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021 至 2023
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0371/
• 关键词: メタゲノム; 廃水処理微生物群

本研究では、廃水処理に関与する微生物群およびそれらの代謝を明らかにすることを目的の１つとしている。基課題研究で、廃水処理汚泥中には普遍的だが存在率が少ない微生物群が存在することを明らかにした。これらの微生物群の代謝機能をメタゲノム解析により解析するために、十分なクオリティのmetagenome assembled genome (MAG) の構築を目的とし、検討を行ってきた。詳細な解析を行うために選定した複数の活性汚泥サンプルについて、メタゲノム解析のためのシーケンシングを行った。ロングリードについては、できるだけマイルドな処理方法が推奨されているが、酵素を用いた処理方法では酵素の特異性によって抽出できる微生物群にバイアスがかかる。そこで本研究では物理的な破砕方法を採用しつつ、できるだけ長いDNAが回収できるように配慮したプロトコルにより抽出したDNAを用いた。なお、ロングリードシーケンシングにはナノポア社のシーケンシングテクノロジーを用いた。シーケンシングデータの解析は海外共同研究者とその研究グループのメンバーと協同で行っている。ショートリードと合わせて得られたシーケンスのクオリティチェックを行った後、アセンブリを行った。アセンブリは異なるバイオインフォマティクスソフトを用いて行った。アセンブリの段階で幾つかの環状ゲノムを構築することに成功した。その後、ビニングについても異なる複数のバイオインフォマティクスソフトを用いて行った。結果については現在詳細を解析中である。

这项研究的目的之一是阐明与废水处理及其新陈代谢有关的微生物组。在对基本主题的研究中，有发现在废水处理的污泥中有普遍但小的微生物群。为了通过元基因组分析分析这些微生物基团的代谢功能，我们进行了一项研究，目的是构建足够质量的元基因组组装基因组（MAG）。对选择进行详细分析的多个活化的污泥样品进行了测序，进行元基因组分析。对于长期读取，建议采用温和的治疗方法，但是使用酶的治疗方法偏向于可以通过酶的特异性提取的微生物。因此，在这项研究中，我们使用了一种物理粉碎方法，并使用了使用方案提取的DNA，该方案被考虑到尽可能长的DNA。对于长阅读测序，使用了来自纳米孔的测序技术。测序数据的分析是与海外合作者及其研究小组成员合作进行的。所获得的序列是质量检查，然后进行简短读取然后组装。使用不同的生物信息学软件进行组件。在组装阶段成功构建了几个圆形基因组。之后，使用多个不同的生物信息学软件进行了binning。目前正在详细分析结果。