「カタユウレイボヤのクローズドコロニー：実験の再現性向上を目指して」

ホヤは海産の無脊椎動物であり、発生生物学などの実験動物として150年近い歴史を持っている。最近では、脊椎動物の姉妹群であるヒノウ類（尾索類）に属するという系統学的な位置から、脊椎動物の起源と進化を知るための研究にも用いられている。ホヤは、このように、長い歴史を持ちつつも現在でも盛んに利用されている実験動物であるが、標準となる系統がなく、海から直接採集した動物が実験に用いられるという弱点を持っていた。

　研究の上でもっともポピュラーなホヤは、カタユウレイボヤであるが、そのゲノムはハプロタイプ間で約1％程度の塩基の違いがある。この比較的大きな塩基配列の違いは、特に分子生物学的実験の再現性に影響を及ぼす可能性があり、遺伝的に安定な系統の確立が望まれてきた。

　その期待に応えるため、近交系の作成が試みられたこともあるが、近交弱勢を克服できず、途絶えてしまった。そこで、我々はクローズドコロニーを作って、2016年以降ナショナルバイオリソースプロジェクトを通じて、ユーザーに提供してきた。当初は、近交弱勢を防ぐために、5～6世代の集団内交配の後、新しい野生個体を導入するという方法によって、比較的短期間でクローズドコロニーを更新しながら維持していた。最近になって、凍結精子を利用することによって、新しい野生個体を導入することなく、集団を維持する方法を採用し、完全なクローズドコロニー化に成功している。これらコロニーの遺伝的な変異は次世代シーケンシングによって解明済みである。つまり、このリソースのもつ遺伝的多様性は一定の範囲にあることが保証され、また、その範囲がすでに解明済みであるということである。直接的に実験再現性の向上に寄与するほか、遺伝的バックグラウンドの違いによると考えれられる再現性の問題が生じた場合に、使用したホヤの遺伝情報をトレースすることができる。このように、ホヤのクローズドコロニーは、研究の信頼性向上に大きく寄与するリソースとなっている。

「難培養性原核生物株のゲノム情報の整備：

JCMから利用可能な微生物株の利活用」

生命の設計図ともいえるゲノム情報は、バイオリソースの付加価値を高める上で、最も重要な生物情報の一つである。近年の塩基配列決定技術の急速な発展に伴って、ゲノムサイズの比較的小さい原核生物（細菌およびアーキア）株の全ゲノム配列が、これまでに数多く報告されている。原核生物株の中でも、特に「種」を代表する基準株は、系統分類学上の比較だけでなく、性質がよく調べられた標準系統として多用される重要な研究材料であり、ゲノム解読も進んでいる。しかしながら、絶対嫌気性であったり、増殖速度が遅かったりといった難培養性の株は、たとえ基準株であったとしても、ゲノム未解読のまま残されている場合がある。本課題では、これらの難培養性原核生物株のゲノム情報を整備することを目的として、NBRPからの支援をいただき、146株のゲノム解読を実施した。さらに所属機関の支援も受け、合わせて351株のゲノム情報を整備した。ゲノム配列を決定した株は、すべて理研JCMから公開されており、284株の基準株が含まれる。そのうちの150株以上がこれまでゲノム配列が報告されていない株であった。また、351株中235株の完全長ゲノムを決定することに成功した。決定したゲノム配列の解析により、分類学的な再考が求められる株や、これまで認識されていなかった代謝機能を持つと予想される株が見つかった。決定したゲノム配列は公共データベースに登録し、一般に公開した。理研JCMでは、微生物株一覧表や配列相同性検索といったオンライン機能を実装し、今回対象とした株を含む21000株以上の公開株リソースの利便性向上に努めている。これらの活動により、難培養性原核生物株の付加価値向上および利活用促進が期待される。