環境微生物のゲノム多様性を高解像度に検出―「似て非なるゲノム」から生物多様性の源泉に迫る―

　環境中の微生物のゲノム情報を、培養を経ず直接的・網羅的に取得する「メタゲノム解析」の登場で、微生物の多様性をとりまく我々の理解は飛躍を遂げました。一方で、メタゲノム解析には、環境中に共存する極めて近縁な「似て非なる」ゲノムを区別することが難しいという弱点がありました。

　岡﨑友輔 化学研究所助教、中野伸一 生態学研究センター教授、豊田敦 国立遺伝学研究所特任教授、玉木秀幸 産業技術総合研究所副研究部門長らの共同研究グループは、従来法では捉えられなかった環境中の細菌ゲノムにおけるわずかな変異を塩基多型・構造多型の両側面から網羅的に検出可能なメタゲノム解析法を確立し、琵琶湖に生息する細菌群集の多様性の実態を高解像度で明らかにしました。さらにその結果の解析から、ウイルス感染への抵抗性、および細菌群集の集団サイズがゲノムの多様化をつかさどる主要因であることを示しました。「似て非なる」ゲノムの比較解析から生物多様性の源泉に迫った本研究は、環境中の微生物の多様性を高解像度に捉える研究の必要性を示し、微生物の進化と生態をとりまく理解を知見と手法の両側面から新たな段階へと導く成果といえます。

　本研究成果は、2022年8月8日に、国際学術誌「mSystems」にオンライン掲載されました。

研究者のコメント

「1年間琵琶湖に通い詰めての調査から、先端技術を用いたシーケンス解析、スーパーコンピュータを駆使した大規模ゲノム解析まで、4年を超える試行錯誤の成果をようやく形にすることができました。本研究で微生物生態系を捉える解像度が上がった結果、明らかになったこと以上に、これまで見えていなかった新しい研究課題が浮かび上がってきました。今回の研究で培った知見と解析技術を武器に、引き続き「高解像度」をキーワードに環境微生物の多様性や生態をとりまく謎に挑戦していきます。」（岡﨑友輔）