最強ウイルスバスター微生物による暗黒の底生生態系に潜むウイルス防御共生の実証

最强的病毒克星微生物展示了隐藏在黑暗底栖生态系统中的病毒保护共生关系

• 批准号: 21K18156
• 负责人: 高井 研
• 金额: $ 16.47万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18156/
• 关键词: 超深海海溝; 暗黒の生態系; ウィルスバスター微生物; 防御共生; CRISPR/CAS; ウイルスバスター微生物; CRISPR/Cas; 超深海海溝; 暗黒の生態系; ウィルスバスター微生物; 防御共生; CRISPR/CAS; ウイルスバスター微生物; CRISPR/Cas

2022年度も実施予定であった研究調査船「よこすか」と有人潜水船「しんかい6500」による琉球海溝調査を行うことができなかった。水深6500mに至る様々な環境に生息する多様な底生動物の網羅的な採取を行い、消化管各組織・部位毎の微生物群集のメタゲノム解析を行うことは2024年度に延長されることとなった。そのため2022年度は、過去の深海潜航調査や2022年度に別の航海で得られた多種のナマコを中心とした２０個体以上の底生動物について、新たに消化管各組織・部位毎の微生物群集のメタゲノム解析を行った。約７０個体の底生動物の消化管壁に共生する微生物群集において、２０％程度の個体がTenericutes綱バクテリアを保持していること、およびそのうち3個体が多数のCRISPR/Cas領域の反復配列を有すること、を明らかにした。この結果から、消化管組織において多数のCRISPR/Cas領域の反復配列を持つTenericutes綱バクテリアを共生させるナマコや底生動物の確率は研究開始まえに想定していたよりも遥かに低いことが明らかになった。一方で、多数のCRISPR/Cas領域の反復配列を持つTenericutes綱バクテリアを共生させるナマコは全て深海に生息する個体であり、防御共生は深海性ナマコ特有の現象であることも予想された。また2022年度は、共生菌を有するナマコ消化管内容物や堆積物中のメタウイローム解析を実施し、Tenericutes綱共生バクテリアのCRISPR/Cas領域に記録されたウイルスの痕跡と消化管内容物や堆積物中に優占するウイルスとの関わりを調べた。しかしながら、CRISPR/Cas領域に残されたウイルス遺伝子の痕跡と消化管内容物や堆積物中に優占するウイルス間に明らかな関係性を見出すことはできなかった。

Ryukyu Trench调查无法使用计划于2022年进行的研究和研究船“横山”和载人潜艇“ Shinkai 6500”进行。居住在各种环境中的多种底栖动物的全面收集，深度为6,500m，以及对每个组织和一部分胃肠道的微生物群落的宏基因组分析。底栖动物，主要是在2022年在其他航行中获得的各种海参。发现在微生物群落中，在大约70种甲壳身动物的胃肠道壁上同时共生，约有20％的个体携带班级替代细菌，并且其中三个伴随着crispr/cas cass caspr/cas cass区域的重复序列。这些结果表明，在研究开始之前，胃肠道组织中许多CRISPR/CAS区域的重复序列具有共生性替代类细菌的海参和底栖动物的概率远低于预期。另一方面，所有在卫生类细菌中共生的海参都重复了众多CRISPR/CAS区域的序列，都是生活在深海中的个体，并且还可以预测，防御性共生是深海海参独有的现象。此外，在2022年，我们对含有共生细菌的胃肠道和海参的沉积物的内容进行了荟萃分析，并研究了在CRISP/CAS区域中记录的病毒痕迹之间的关系之间的痕迹。但是，无法在CRISPR/CAS区域留下的病毒基因痕迹与胃肠道内容物和沉积物中的主要病毒之间找到明确的关系。