【研究紹介】

ウイルスを捉えて生物圏機能を根底から理解する―革新的メタゲノム解析技術の開発―

西村 陽介　　海洋研究開発機構／特任研究員（バイオインフォマティクス）

　ウイルスは生物圏において圧倒的な粒子数を誇る。大半のウイルスは微生物に感染し、代謝を改変することで宿主の死や生理的機能を司る。すなわち、ウイルスの活動は生物圏を根底から制御しており、海洋や土壌における炭素循環など、様々な生物圏機能に影響を与える。しかしながら、微生物に関する知見は圧倒的に不足しており、「ダークマター」と呼称される未知の微生物やウイルスが多くを占める。特に、ウイルスの情報解析技術は未発達であるため、環境に存在するウイルスの実態には未解明な部分が大きく残されている。

　本研究では、申請者が豊富な経験と実績を有するメタゲノム解析とウイルスゲノム解析において、３つの新しい情報解析手法を開発する。その新手法を「環境横断的」なメタゲノム・ビッグデータに適用することで、ウイルスゲノムを大量に解読し、その活動実態を理解する。以上により、ウイルスの生態に関する知識基盤を大幅に拡充し、海洋・土壌・地下圏などの様々な環境においてウイルスが果たす生物圏機能の解明に貢献する。

　特異な進化をとげた「分割型」RNAウイルス複製酵素RdRpを持つウイルスについて、様々な環境中での分布を明らかにした^１。また、大規模な海洋メタゲノムデータを活用して、北極海における様々な窒素固定細菌のゲノム解読に成功し、北極固有種の存在とそのゲノムの特徴を明らかにした²。

 

キーワード：　ウイルス，メタゲノム，メタアナリシス，大規模データ解析

 

引用文献：

1. Yuto Chiba, Yosuke Nishimura. “How to report the divided RdRps.” RdRp summit 2023. València, Spain. 22 – 23 May, 2023.
2. Takuhei Shiozaki#, Yosuke Nishimura#, Susumu Yoshizawa, Hideto Takami, Koji Hamasaki, Amane Fujiwara, Shigeto Nishino, Naomi Harada. 2023. ‘Distribution and survival strategies of endemic and cosmopolitan diazotrophs in the Arctic Ocean.’ The ISME Journal. 17:1340–1350.