シングルセル・ゲノミクスによる難培養微生物の機能解明と遺伝子資源化

利用单细胞基因组学阐明难以培养的微生物的功能并将其转化为遗传资源

基本信息

批准号：
22241046
负责人：
本郷裕一
金额：
$ 21.72万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

シングルセル・ゲノミクスとは、1細胞のみを用いて、ある生物種のゲノムを解読する研究分野あるいは手法である。ゲノムとは全遺伝情報、すなわち設計図であり、その生物種を用いた基礎・応用研究上、最も重要なデータの一つである。細菌ゲノムの解読には10億個以上の同一系統の細胞が必要だが、培養すれば容易に集められる。ゲノムDNAの配列解析に要するコストも年々低下しており、これまでに、細菌を中心に1400以上の生物種・系統のゲノムDNA配列が決定されている。ところが、大多数の微生物種は、実は培養法が不明である。これらはゲノム解読が不可能なのはもちろん、従来の微生物学的研究手法が適用できないので、生理・生態なども未知のままである。微生物は生態系の基盤を形成するだけではなく、人類にとっては不可欠の生物資源でもある。しかし培養不能なために、生態系には大きなブラックボックスが残り、人類が利用可能な生物資源も、ごくわずかにすぎないのである。そこで本研究課題では、培養を介さずに、1細胞のみでゲノム解読を可能とする手法の確立に取り組んでいる。H22年度においては、まず1細胞を環境中から単離する方法の最適化を行ってきた。いくつかの細胞単離法を試し、また購入予定装置の選定を進めてきた。クリーンルーム、マイクロマニピュレーションシステム、結果を評価するためのリアルタイムPCR装置などの購入・設置を行い、次年度以降(最先端・次世代研究開発支援プログラムで継続)の本格的な研究への準備を完了することができた。

单细胞基因组学是仅使用一个细胞来破解物种基因组的领域或方法。基因组是所有遗传信息，即蓝图，是使用该物种的基本和应用研究中最重要的数据之一。需要超过10亿个同一谱系的细胞来破译细菌基因组，但是在培养时很容易收集它们。基因组DNA序列分析所需的成本也逐年下降，到目前为止，已经确定了超过1,400种物种的基因组DNA序列，主要是细菌。但是，大多数微生物物种的培养方法实际上是未知的。这不仅不可能破译这些基因组，而且由于无法应用常规的微生物研究方法，因此生理和生态学仍然未知。微生物不仅构成了生态系统的基础，而且还是人类的重要生物学资源。但是，由于没有培养它，因此生态系统仍然是大型黑匣子，并且人类只有少数几个生物资源。因此，该研究主题正在努力建立一种方法，该方法只能在不使用培养的情况下仅用一个细胞来解码基因组。在2010年，我们首先优化了将一个单元与环境隔离的方法。我们已经尝试了几种单元格方法，还继续选择了我们计划购买的设备。我们购买并安装了干净的房间，微观计量系统和实时PCR设备，以评估结果，并完成了下一个财政年度及以后的全尺度研究的准备工作（持续到尖端，下一代研究和开发支持计划）。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

メタゲノム解析技術の最前線(第3章)

最前沿的宏基因组分析技术（第三章）

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
安藝雅彦;亀井潤也;平沢隆之;須田義大;本郷裕一
通讯作者：
本郷裕一

Termites, protists, and bacteria : a multi-layered symbiosis for thriving on lignocellulose

白蚁、原生生物和细菌：在木质纤维素上繁衍生息的多层共生

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
林悠;酒井一弥;安田光佑;安藤れい子;糸原重美;Yuki Wakasaki;桑原雅夫;Yuichi Hongoh
通讯作者：
Yuichi Hongoh

難培養性細菌のゲノム解析によるシロアリ腸内共生機構の解明

通过难培养细菌基因组分析阐明白蚁肠道共生机制

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Sakasegawa;H. Tanaka;N. Sekine,I. Hosako;T. Idehara;and K.Hirakawa;本郷裕一
通讯作者：
本郷裕一

Toward the functional analysis of uncultivable, symbiotic microorganisms in the termite gut

DOI：
10.1007/s00018-011-0648-z
发表时间：
2011-04-01
期刊：
CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES
影响因子：
8
作者：
Hongoh, Yuichi
通讯作者：
Hongoh, Yuichi

シロアリの不思議～腸内細菌のゲノム解析と機能解明

白蚁之谜——肠道细菌的基因组分析和功能阐明

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Suzuki;K.;本郷裕一
通讯作者：
本郷裕一

DOI：
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本郷裕一其他文献

シロアリ腸内原生生物細胞内共生細菌の全ゲノム解析

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DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Inoue T.;Takematsu Y.;Yamada A.;et al.;Pinsurang Deevong;Tetsushi Inoue;Yuichi Hongoh;佐藤朋之;本郷裕一;Hongoh Y.;Sato T.;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一
通讯作者：
本郷裕一

Complete genome of un uncultured bacterial symbiont in the termite gut

白蚁肠道中未培养的细菌共生体的完整基因组

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Inoue T.;Takematsu Y.;Yamada A.;et al.;Pinsurang Deevong;Tetsushi Inoue;Yuichi Hongoh;佐藤朋之;本郷裕一;Hongoh Y.;Sato T.;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;Hongohy Y.
通讯作者：
Hongohy Y.

Complete genome of an uncultured bacterial symbiont in the termite gut

白蚁肠道中未培养的细菌共生体的完整基因组

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Inoue T.;Takematsu Y.;Yamada A.;et al.;Pinsurang Deevong;Tetsushi Inoue;Yuichi Hongoh;佐藤朋之;本郷裕一;Hongoh Y.;Sato T.;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;本郷裕一;Hongohy Y.;本郷裕一;Ohkuma M.;本郷裕一;大熊盛也;本郷裕一;Yuichi Hongoh
通讯作者：
Yuichi Hongoh