単細胞真核生物を題材とした真核生物－原核生物間水平伝播遺伝子の進化過程解明

基于单细胞真核生物阐明真核生物与原核生物之间水平传递基因的进化过程

基本信息

批准号：
22K19342
负责人：
本郷裕一
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for 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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19342/
关键词：
遺伝子水平伝播原生生物細胞内共生シロアリゲノム共生昆虫

项目摘要

本研究課題は、単細胞真核生物（原生生物）と原核生物（細菌・アーキア）間で水平伝播した遺伝子の進化過程解明を目的としている。具体的には、シロアリ腸内原生生物の核ゲノム配列と、同原生生物に特異的に細胞内共生する原核生物のゲノム配列を取得し、互いに水平伝播した遺伝子/ゲノム領域を特定し、水平伝播後の進化過程を推定するものである。シロアリ腸内原生生物には宿主種に特異的かつ多様な系統群の細菌が細胞内共生しており、こうした研究課題の材料としては最適と考えている。2022年度は、まず解析候補となる原生生物細胞内共生細菌の、より多様な種類のゲノム配列を網羅的に再構築した。複数の原生生物種の1細胞から取得済みであった共生細菌叢メタゲノム（細菌群集全体のゲノム）配列断片を、情報解析学的に細菌種ごとに仕分け（ビニング）、多様かつ多数のこれまで未取得であった原生生物細胞内共生細菌のドラフトゲノム配列を再構築することができた。また以前より解析していた、宿主の原生生物由来遺伝子群を保有する新規細胞内共生細菌系統群の完全長ゲノム配列を複数取得し、詳細な分子系統解析や比較ゲノム解析を行った上で、論文投稿中である。今後は、さらに多くの細胞内共生細菌のゲノムの完全長配列取得を目指し、それらの真核生物ゲノム由来遺伝子・ゲノム領域を特定し精査するとともに、宿主原生生物ドラフトゲノム配列の解析も進めていく。予備的な解析では、より多様な細胞内共生細菌ゲノム上に真核生物由来の遺伝子領域がありそうだが、そうした領域はビニング過程で除去される可能性が高く、より完成度の高い細菌ゲノム配列の構築が重要である。

该研究项目旨在阐明单细胞真核生物（原生生物）和原核生物（细菌和古细菌）之间水平转移的基因的进化过程。具体来说，我们将获得白蚁肠道内某个原生生物的核基因组序列以及与同一原生生物特异性共存的原核生物的基因组序列，识别出相互水平传递的基因/基因组区域，并识别出水平传递的基因/基因组区域。这是为了估计后续的进化过程。白蚁肠道原生生物含有宿主物种特异性和不同系统发育的细菌群，共生在其细胞内，我们相信它们是这些研究课题的理想材料。在 2022 财年，我们首先全面重建了更多不同类型的原生内共生细菌的基因组序列，作为分析的候选细菌。共生细菌菌群宏基因组（整个细菌群落的基因组）已经从多个原生生物物种的单个细胞中获得的序列片段，通过信息分析按细菌物种进行分类（分箱），并获得大量多样化且以前未被发现的能够重建获得的原生内共生细菌的基因组草图序列。此外，我们获得了具有宿主原生生物衍生基因的新型内共生细菌菌株的多个全长基因组序列，我们之前已经对其进行了分析，并进行了详细的分子系统发育和比较基因组分析，该论文目前正在提交。未来，我们的目标是获得更多内共生细菌的基因组全长序列，识别和检查源自真核基因组的基因和基因组区域，并继续分析宿主原生生物基因组序列。初步分析表明，更多样化的内共生细菌基因组上可能存在真核基因区域，但这些区域很可能在分箱过程中被去除，从而构建更完整的细菌基因组序列非常重要。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

シロアリ腸内原生生物細胞内共生メタン菌の分子生態学的解析

白蚁肠道原生生物内共生产甲烷菌的分子生态分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
金子真之; 大森樹生; 猪飼桂; 桑原宏和; 間渕貴子; 雪真弘; 吉村剛; 大熊盛也; 本郷裕一
通讯作者：
本郷裕一

Parasitic lifestyle and genome evolution of novel endosymbiotic clostridia of the protists inhabiting the termite gut

白蚁肠道内原生生物新型内共生梭菌的寄生生活方式和基因组进化

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuki Takahashi; Hirokazu Kuwahara; Yutaro Horikawa; Kazuki Izawa; Tatsuya Inagaki; Masahiro Yuki; Moriya Ohkuma; Yuichi Hongoh
通讯作者：
Yuichi Hongoh

キゴキブリ腸内原生生物に共生する細菌の群集構造及び局在の解析

蟑螂肠道原生共生细菌群落结构及定位分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
丸岡直弥; 猪飼桂; 工藤凜平; 小野内思有; 桑原宏和; 大熊盛也; 本郷裕一
通讯作者：
本郷裕一

Ecology and physiology of endonuclear alphaproteobacterial symbionts (order Holosporales) infecting termite gut protists

感染白蚁肠道原生生物的核内α变形菌共生体（全孢目）的生态学和生理学

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kong Suet Kei; Katsura Igai; Kazuki Takahashi; Satoshi Murooka; Hirokazu Kuwahara; Tomoyuki Sato; Moriya Ohkuma; Yuichi Hongoh
通讯作者：
Yuichi Hongoh

細胞内寄生性Clostridia綱細菌の発見と進化プロセスの考察

胞内寄生梭菌的发现及进化过程的思考