2019-2023 年度

文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究NEWS LETTER
No.02 (June, 2020)

目次

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巻頭言

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計画班（A02 班）の紹介

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公募班の決定のお知らせ

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ニュース

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・第 20 回極限環境生物学会年会での展示

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・第 2 回若手異分野交流会を開催

8・シンポジウム「微生物の個・集団・共生が支える持続可能な社会」を開催

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・第 14 回日本ゲノム微生物学会年会での展示が中止

9・日本農芸化学会 2020 年度大会シンポジウムが中止

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・公募研究班代表者に対する領域説明会を開催

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・領域会議・総括班会議を開催

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・ロベルト・コッホ没後 110 年記念式を開催

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研究コラム…モデル圃場から11

巻頭言「いまこそポストコッホの時代」
SARS-CoV-2 によるパンデミックが発生した 2020 年現在、ウィズコロナの新たな生活様式への意識が高まっています。一方で、微生物を扱ったことがある全ての研究者は、多かれ少なかれ「何をいまさら、、、」と感じているはずです。なぜなら、感染症を引き起こすウイルスや病原菌を含め、「地球上の生態系は、全ての生物種が互いにバランスを保ちながら維持されている」ことに気付いているからです。
この生態系の維持の仕組みは、エコロジーの概念が浸透した現代社会、特に、古くから人間を自然の中の一部として捉える日本文化の下では広く受け入れられているはずです。では、今、改めて「ウィズコロナ」や「新たな生活様式」が叫ばれるのはなぜでしょうか。この最も大きな理由の一つは、目に見えないものや未知で理解できないものへの恐怖だと思います。
本学術領域「ポストコッホ生態」は、99％以上が未知・未解明と言われる「目に見えない」微生物を解明する新たな学問分野の創出を目指しています。このために、従来の学問分野の垣根を取り払った英知を集結させた新たな異分野融合研究を進めています。
この研究によって、生態系を構成する微生物の種とそれらの役割が「見える」ようになり、我々の生活圏で起こっている未解明な生命現象の理解につながります。感染症を例にとれば、本研究の進展によって、「あ、ここにコロナがいた。消毒しておこう」、「来週は A 地域で X 菌の病原性が強まる予報です。注意しましょう」、さらには「微生物の新技術を使って新たな病原菌種が生まれなくなった」というような、理想的な社会が作られるのも夢ではないと期待しています。
2020 年は、奇しくも、近代細菌学の祖であり本領域名の元となったコッホ博士の没後 110 年でもあります。本領域は、この年に 16 の公募研究チームを新たに迎え、コッホが見ることができなかったポストコッホ時代の微生物と地球上の生態系の「見える」化を加速させようとしています。これは、人類と微生物が共生する社会における食、環境、健康の在り方、即ち、ウィズコロナ時代の新たな生活様式を考える上で最も重要な解決課題の一つであることを疑いません。
領域内外の皆様におかれましては、本領域の研究の推進に一層のご支援とご協力を頂きますよう、よろしくお願い申し上げます。

筑波大学・生命環境系・教授
微生物サステイナビリティ研究センター長
高谷 直樹（たかや なおき）

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計画班（A02 班）の紹介 [A01 班の紹介は創刊号をご覧ください]
計画研究 A02-1 班

微生物間相互作用が解き明かすポストコッホ微生物機能研究代表者

野尻 秀昭（東京大学）

研究分担者

新谷 政己（静岡大学）

研究協力者

水口 千穂（東京大学）
楊 重陽（東京大学）
鈴木 研志（東京大学）
Felipe Vejarano（東京大学）

私たちが目指すところ…
現在においても、微生物ゲノム内には機能予測が困難な遺伝子が多く存在する。この原因の一つは、ほぼ全ての生物は自然環境下で集団として生息しており、周囲の生物との相互作用がある場合にのみ発現する遺伝子を多くの微生物が多数持っていることにある。また、環境中の複合生物系内では、異種細胞が高密度で接触・共存するため遺伝情報の交換が頻繁に生じることで細胞機能も変化する。こうした複合生物系内でのみはたらく遺伝子の機能を同定することは、微生物ダークマターの実体の理解と制御に必須だが、従来の技術では解析することが困難である。
本計画班では、既存のフローサイトメーター、顕微鏡などの技術を応用すると共に、領域内で共同開発するマイクロ培養アレイ、ラマン分光法、マイクロドロップレット法などのポストコッホ技術を細菌集団メンバーの隔離・解析・回収に応用する。これらをとおして、機能性微生物集団内で個々のメンバーが担う複合系内ならではの新規機能を発見し、関連する遺伝子の機能を同定する。具体的には、①環境汚染物質分解コンソー
シアムを対象に、ポストコッホ技術を利用して、その中に存在する多様な機能を発揮する微生物小集団を取得する。その小集団メンバー間の微生物相互作用の実態を解明する
ことで、相互作用特異的遺伝子機能を明らかにする。また、②実環境中で、微生物間での遺伝子水平伝播現象がどのように起こっているのかの実態を解明するとともに、水平伝播現象やそれに伴う微生物の振る舞いに関係する新規遺伝子機能の機構解明を行う。

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計画研究 A02-2 班

ポストコッホ機能生態系モデルの構築
研究代表者 高谷 直樹（筑波大学）
研究分担者 小林 達彦（筑波大学）
林 久喜（筑波大学）
大津厳生（筑波大学）

私たちが目指すところ…
生態系の微生物の種と機能をリンクさせた生態系モデルを創出するためには、領域メンバーが特定のモデル生態系を共有して微生物の解明を行うことが重要である。本計画研究では、長期に渡って 6 作物の輪作体系を異なる施肥条件の下で維持している畑作試験圃場を活用して、①独自の技術や A01 班と適宜連携を計りながら未知の微生物へのアクセス（分離）を果たし機能を解明する研究チームと、②モデル圃場の環境データ（土壌の化学的情報）と微生物メタゲノム（DNA 情報）、作物メタボローム（代謝物情報）などのデータ取得を行い、A023 班と連携しながら、領域が構築する生態系モデルの基礎を構築推進するチームからなる。これらにより、作物種、施肥条件および微生物生態系の関係を明らかにすることを目指す。また、特定の生理活性物質等の代謝微生物の分離、代謝機能の解明を行うとともに、それらのモデル圃場におけるインパクトについて解明することを目指す。

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計画研究 A02-3 班

機能インフォマティクスが解き明かすポストコッホ生態系研究代表者 松井 求（東京大学）
研究分担者 岩崎 渉（東京大学）

私たちが目指すところ…
我々は、ポストコッホ生態系を解き明かすための基盤として「微生物の生理機能に裏付けられた生態系モデルの構築」を目指している。そのためには「生態系の成り立ち」および「微生物と環境の相互作用」の両方の理解が不可欠である。しかし、（１）自然界に存在する大部分の微生物が未分離・未解明で、さらに（２）生態系をめぐる環境情報も不足している、という二つの問題があり、いずれの理解も十分ではなかった。そこで本研究計画では、まず各班と綿密に連携をとりながら、これまで未解明だった微生物種を含めたメタゲノムと環境コンテキスト情報を網羅した過去最大規模の情報を集積する。本領域が収集する情報は、(i) 環境コンテキストと微生物メタゲノムの相関、(ii) 微生物機能情報に紐づけられた個々の微生物種のゲノム情報、(iii) メタボロームと代謝パスウェイ遺伝子の共起関係、(iv) Bergey’s manual を始めとするこれまでに蓄積されてきた膨大な文献情報から得られる微生物の形態や生育条件、といったように従来の解析に用いられる情報よりも圧倒的に多様かつ多量である。そこで、高次元・大規模な環境コンテキスト情報から「微生物が発現する機能と環境の相関」を明らかにするための新たな情報処理技術を開発する。そして、集積された情報へ新規情報解析手法を適用することでポストコッホ機能生態系モデルの創成を目指す。

図：ポストコッホ機能生態系モデルの創成に向けた研究計画の全体像（左）と領域各班との連携（右）。

5計画研究 A02-4 班

ポストコッホ微生物資源の基盤整備
研究代表者 大熊盛也（理化学研究所）
研究協力者 伊藤 隆（理化学研究所）
坂本 光央（理化学研究所）
飯野 隆夫（理化学研究所）
雪 真弘（理化学研究所）
加藤 真悟（理化学研究所）
橋本 陽（理化学研究所）
私たちが目指すところ…
理化学研究所バイオリソース研究センター微生物材料開発室（Japan Collection ofMicroorganisms; JCM）は、微生物種の代表として性状等が詳しく調べられた基準株（type strain）を含め、微生物の種多様性の観点から質的に優れた微生物リソースを整備する世界最高水準の機関である。実際に当室では、これまで記載された細菌・アーキア・酵母に属する微生物種の約半数もの種の基準株を整備している。整備した微生物リソースは、毎年、世界中の様々な研究機関において、数多くの学術研究や応用研究に利活用されている。計画研究 A02-4 班では、本領域研究で分離培養・解析される難培養微生物を含む多数の微生物を受け入れて確実に保存・管理を実施し、性状やゲノム配列等の関連情報も整備して、利活用可能にすることで、研究コミュニティーや社会に貢献することをめざす。分類学を中心とした専門知識と多種多様な微生物に対応できる高度な培養技術を適用し、新種候補微生物の同定と記載、難培養微生物の分離培養と解析、シングルセルゲノム解析や関連の技術開発を実施する。

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公募班の決定のお知らせ [各班の研究概要は次号に掲載予定です]
2020 年度～2021 年度公募研究の採択課題（全 16 課題）が決まりました。
A01 班
・本郷 裕一（東京工業大学）「異種細菌間付着共生系の実態解明と生物進化へのインパクトの検証」
・野田 尚宏（産業技術総合研究所）「w/o ドロップレット培養法を用いた微生物バイオマス資化性微生物の獲得」
・永井 宏樹（岐阜大学大学院）「アメーバをめぐるポストコッホ微生物生態学」
・前田 智也（理化学研究所）「マイクロバイオームの大規模継代培養実験による共生関係の解明」
・岡本 章玄（物質・材料研究機構）「ハイスループット電気化学培養法による電気細菌の同時複数単離法の開発」
・加藤 創一郎（産業技術総合研究所）「機能遺伝子の人為的導入による未知微生物の培養化」
・成澤 才彦（茨城大学）「内生細菌の働きを理解すると Mortierella 属菌が作物生産へ利用できる」
・青井 議輝（広島大学）「極小空間の制御を鍵とする革新的分離培養手法の開発」
・加藤 節（広島大学）「環境に応答した微生物の生理機能多様性とその 1 細胞解析」
A02 班
・浦山 俊一（筑波大学）「生態系構成因子としての”ウイルス”を独自技術で捉える」
・菅野 学（産業技術総合研究所）「RNA 調製技術の高度化が明らかとする植物体内の共生生態系の機能実態」
・本田孝祐（大阪大学）「微生物間相互作用から解き明かす大腸菌ゲノムに残された機能未知遺伝子の生理的役割」
・福永 津嵩（東京大学）「逆イジングモデル法に基づく機能未知な微生物遺伝子の機能推定」
・李 哲揆（東京農工大学）「非根圏微生物を用いた根圏微生物の予測モデルの開発」
・増田 幸子（理化学研究所）「ロングリードメタゲノムによる植物共生微生物叢のポストコッホ解析」
・繁森 英幸（筑波大学）「複合生物系における微生物からの生物活性物質の探索と機能解明」

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ニュース
① 第 20 回極限環境生物学会年会での展示
2019 年 11 月 16,17 両日に渡り京都大学桂キャンパスに於いて開催された第 20 回極限環境生物学会 2019 年度大会の技術コーナーで、本領域を紹介するポスターを展示し、フライヤーを配布しました。

② 第 2 回若手異分野交流会を開催
2019 年 12 月 13 日に筑波大学総合研究棟 A 公開講義室 101 に於いてメタゲノム解析勉強会を開催しました（参加者約 25 名）。
＜新学術領域「ポストコッホ生態」－メタゲノム解析勉強会－＞
開催日：12 月 13 日（金）時 間：第 1 部｜12:30－14:00 メタゲノム解析 基礎講習会
第 2 部｜14:15－16:00

同上

技術相談会

講 師：竹田 綾、篠﨑夏子、久保竜一（株式会社 サイキンソー）
場 所：筑波大学

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総合研究 A 棟 1 階

公開講義室 110 室

ニュース（つづき）③ シンポジウム「微生物の個・集団・共生が支える持続可能な社会」を開催
2020 年 2 月 10 日につくば国際会議場にてシンポジウム「微生物の個・集団・共生が支える持続可能な社会」が開催されました（主催：筑波大学微生物サステイナビリテ
ィ研究センター、共催：野村 ERATO、深津 ERATO および新学術領域「ポストコッホ生態」）（参加者：160 名）。ご来賓の方々（敬称略）：科学技術振興機構 研究プロジェ
クト推進部部長 大濱隆司、茨城県産業戦略部 技術振興局長 飯塚一政、つくば市政策イノベーション部長 森祐介（代理出席政策イノベーション部科学技術振興課主事 野本隆彬）、常陽銀行 執行役員 営業本部長 池田重人、筑波大学学長 永田恭介、筑波大学副学長 木越英夫、筑波大学副学長 金保安則（兼パネリスト）、花王(株)ヘルス＆ウェルネス研究所 所長 桂木能久（兼パネリスト）。

当日のプログラムの詳細は以下リンク先よりご覧ください：https://postkoch.jp/event/biseibutsu-symposium_in_tsukuba/④ 第 14 回日本ゲノム微生物学会年会での展示が中止
2020 年 3 月 6～8 日に名古屋ウインクあいちに於いて開催される第 14 回日本ゲノム微生物学会にてポストコッホ生態を紹介する展示を予定していましたが、年会開催が中止となりました（新型ウイルスの感染拡大防止のため）。

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ニュース（つづき）⑤ 日本農芸化学会 2020 年度大会シンポジウムが中止
2020 年 3 月 25～28 日に九州大学に於いて開催される日本農芸化学会 2020 年度大会にて、シンポジウム「ポストコッホ時代の微生物学を目指して」を開催予定でしたが、中止となりました（新型ウイルスの感染拡大防止のため）。

⑥ 公募研究班代表者に対する領域説明会を開催
2020 年 4 月 27 日に公募研究採択者に対して本学術研究領域の説明会を開催しました（ウェブ会議形式）。公募研究採択者に総括班メンバーを加え総勢 30 名の参加がありました。当日のプログラムは以下の通りです：
15:00~ 公募班メンバーの自己紹介
15:15~ 領域概要（研究内容、運営）（高谷）
15:35~ 圃場の運営について（森ヶ﨑・林）
15:55~ 今後のスケジュール等（高谷）16:05~ 質疑応答、フリーディスカッション
16:30

終了

⑦ 領域会議・総括班会議を開催
2020 年 5 月 18 日に領域の計画班員、公募班員が集まり領域会議を開催し、計画班代表者によるこれまでの研究内容報告及び公募班代表者による研究紹介を行いました（ウェブ会議形式にて、総括班評価者及び学術調査官の 4 名を含む 114 名が参加）。また、翌日
19 日に総括班メンバーによる運営会議を開きました（ウェブ会議形式）。

⑧ ロベルト・コッホ没後 110 年記念式
2020 年 5 月 27 日はロベルト・コッホ（Heinrich Hermann Robert Koch）博士の命日であり、同博士の偉業をたたえて、当日 17 時に黙とうを捧げました。

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研究コラム「ポストコッホ機能生態系モデル構築に貢献するモデル圃場の維持運営」
計画研究 A02-2 班 林 久喜（筑波大学生命環境系）
本研究には、微生物学、生態学、理工学、情報学など多岐に亘る分野の専門家が未解明な微生物を分離・解析し、ひいては生態系におけるかかわりを解明することを目指しています。私の専門は農学の中の作物栽培学で、本研究における位置は、この生態系モデル解明のための圃場を維持運営することです。私ども栽培研究者にとってこの圃場は、研究を行う実験室、作物を栽培する場、実験要因としての処理対象、反応を検証する研究対象そのもの、です。生物学
では生物に共通の機能やしくみを主な研究目的にするのに対し、農学では多様性を重視し、地域性など個々の立地条件に応じた反応や人との関わりが極めて重要な要素です。そのため、事例研究と誤解されがちですが、そこは医学における症例研究が重要であるのと同じ立ち位置と認識しています。その意味でモデル圃場は一定の作付順序で、作物・品種・肥培管理などを変えることなく1986 年から 35 年間に亘って継続して実施している安定した研究対象です。一人でも多くの参画者がこの圃場を活用し、微生物・作物・環境の関連を解明して、新たな生態系概念が構築されることを期待しています。

【写真】6 月 5 日にサツマイモの栽培がはじまりました。

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【事務局より】
若手異分野交流会、勉強会、講演などのリクエストがございましたら、事務局（office@postkoch.jp）まで、是非お知らせください！！

ポストコッホ生態 NEWS LETTER No.02
発行：2020 年 6 月
発行者：新学術領域研究「超地球生命体を解き明かすポストコッホ機能生態学」（領域代表者 高谷 直樹）
編集担当：中井 亮佑（産総研）・玉木 秀幸（産総研）
領域ウェブページ：https://postkoch.jp/
お問い合わせ先：〒305-8572 茨城県つくば市天王台 1-1-1
筑波大学生命環境系 生物農林 A 棟 A201-1「ポストコッホ生態」領域事務E-mail：office@postkoch.jp

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