2013 年 1 月号

NGRC ニュースNo. 4

東京農業大学 生物資源ゲノム解析センター「戦略的研究基盤形成支援事業」の成果を次なる発展へ

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表紙の説明日本稲「日本晴」（全体）、天然記念物見島牛（左上）、培養中のシアノバクテリア（右上）、ニホンウズラ（メス）（中央）、新規に単離した藻類（左下）、イネ野生型カルス（右下
（右下

右）

2

左）
、イネオレンジ色変異カルス

CONTENTS｢戦略的研究基盤形成支援事業｣ の成果を次なる発展へ ........................... 4
生物資源ゲノム解析センターの運用実績 ................................................... 5
次世代シーケンサーを用いた多様なイネの解析 .................................... 6‑7
日本在来牛「見島牛」の全ゲノム解析 ...................................................... 8
ニホンウズラのゲノム解読 ........................................................................ 9
加齢が卵子に及ぼす影響の解明を目指す
トランスクリプトーム解析 ................................................................... 10
次世代シーケンサーを用いた生殖細胞系列の包括的 DNA メチローム解析 ............................................................... 11
新しい育種法「不均衡変異導入法」の特徴を探る .................................. 12
生物の種とは何か？「シアノバチルス」のゲノム解析 ........................... 13
バイオマス生産につながる有用藻類のゲノム情報解読 ........................... 14
ゼンマイ寄生菌類 Mixia osmundae のヌクレオソーム解析 ................ 15
貯穀害虫における化学交信システムと種分化に関する解析 .................... 16
平成 24 年度

新規学内公募一覧 ............................................................. 17

学内公募事業とその成果 .................................................................... 18‑28
研究発表実績 ...................................................................................... 29‑32

3

NGRC ニュース No. 4｢戦略的研究基盤形成支援事業｣ の成果を次なる発展へ平成 20 年度の施設整備以来、5 年間にわたっと新技術の効用について説明会を開き、多くの研て実施された本事業ですが、この度、多くの成果究者がその恩恵を蒙れることを紹介することに努を産出して終了できる運びとなりました。当初、めました。その結果、学内の 4 学部、10 学科に

新型機器にありがちな不具合が続き、運営が危惧

わたる延べ 33 件の応募があり、その成果は 2012

された時期もありましたが、メーカー側の対応も

年 11 月現在で 23 報の論文発表として表れてお適切で、結果的には順調に解析を進めることが出り、この数は引き続き増え続けています。これら来ました。いわゆる次世代シーケンサーの能力との多くは当該分野における評価の高い国際誌に掲

運転手法、排出データの規模と解析技術等々、申載されています。

請時に把握していた知識と現実との間には、最先対外的にも、本プロジェクトによる取組は高く

端機器だけにさまざまなギャップが生じたことは評価され、度々学会において招待講演者としてゲ確かです。そうした状況下で、1 〜 3 年目の備品

ノム解析の現状を紹介する等、活躍の場が広がっ

整備は情報解析機器を含めて、事前予測が極めてています。数字的にも遺伝学研究所のデータベー

適切であったと身に染みて感じます。タイミング

ス登録件数で東大病院と並び、我が国の 2 大機関良く上級機種を購入できたこと、また増大する情と位置づけられるまでになりました（図 1）。

報量に対応してサーバーの補填が出来た点等は幸革新的ゲノム情報解析を用いた生物資源ゲノ運でした。さらに、同様の機種を導入した他機関

ム解析と農学新領域の創出と比べて、ランニングコストを計上できたことは後の可能性を秘めて終了致しますが、何らかの形

大きな優位性となり、高額な試験的実験を怯むこで引き続きゲノム解析における拠点として貢献でとなく遂行できたことで新たなノウハウを獲得できるよう、努めていく次第であります。

は、大きな実績と今きる絶好の機会になりました。こうしたプロセスを経てゲノムセンターの研究員達は、次世代の使い手としてエキスパートとなり、それぞれの分野で評価されるようになると同時に、新しい研究手法・テーマを創出する能力を身につけていきました。
研究課題の設定にあたっては、どのような解析結果が得られるのか不明の初期段階では、まずセンターの基幹プロジェクトとして柱課題を実施する運用方法をとりました。この方針で実施した我が国在来種のウシおよびイネプロジェクトは、結果的に在来種固有の特徴検出に道を開き、特に生図1

物資源研究所との共同で開発したイネタイピング

DDBJ への機関別登録件数（2012 年 5 月現在）

アレイは、我が国で使用されている近縁種米の詳
細なタイピングを可能にし、今後の育種に強力なツールを提供することが出来ました。

ゲノムセンター世話人センターの専任スタッフが装置の扱いと解析手

バイオサイエンス学科

教授

法に慣れてきた時点で、広く学内公募を行い、学吉川博文（プロジェクトリーダー）

外との共同研究も開始しました。学内公募にあ河野友宏

たっては、センターで体得したゲノム解析の威力

矢嶋俊介

4

NGRC ニュース No. 4

東京農業大学生物資源ゲノム解析センターは、文計算機サーバ、総メモリ容量 2TB、総ディスク容部科学省の平成 20 年度私立大学戦略的研究基盤形

量 170TB のスペックまで拡張を行い、増え続ける成支援事業として採択された「革新的ゲノム情報解

サンプル数に対応してきました。

析を用いた生物資源ゲ ノム解析と農学新領域の創

塩 基 配 列 を 解 読 す る サ ン プ ル 数 は 年 々 増 え、出」プロジェクトの一環として、東京農業大学の全2012 年 11 月現在で約 150 属、1,600 を超えるサン

学組織として新設され、これまで活動してきまし

プル数をシーケンスしてきました（図 1）
。その内

た。

訳として、ウシ、マウス、ウズラ、昆虫などの動物

生物資源ゲノム解析センターには、Illumina 社のが 255 サンプル、イネやシロイヌナズナなどの植ゲ ノム解析装置が 2 台設置され、装置のオペ レー

物が 144 サンプル、残りは微生物のサンプルです。

ターならびに情報解析や個別テーマの研究に関わる

特に微生物のシーケンス数は国内有数の実績です。

研究員が常勤スタッフとして活動してきました。

これらの得られたデータは、リシーケンス解析（変異点解析や近縁種のゲノム配列の決定など）を

センターは東京農業大学の世田谷キャンパスに設置され、運営に当たっては総合研究所の支援のも中心に、解析（ゲノム未知種の配列決定）と、センター長で ある大澤学長以下、世田谷・厚や RNA-seq（特定条件下における遺伝子発現量の木・オホーツク各キャンパス所属の教員による管理解析）など様々な解析に使われています（図 2）。

運営委員会を設置して行い、解析課題については、

また、解析されたデータは国立遺伝学研究所のセンターの主要課題の他に、学内に広く公募して共データベース（DDBJ DRA）に登録を行いますが、同研究を行い「ゲノム農学」と呼ぶにふさわしい、

2012 年 11 月時点で未公開のデータを含め 16 の研

農学新領域の創出に向けて取り組んできました。

究内容、83 サンプルを登録しており、今年度 5 月

本プロジェクトでは 2009 年に Illumina 社の次世時点では機関別の登録総塩基長が国内で 2 番目に

代 シ ー ケ ン サ ー Genome Analyzer IIx を 運 用 し、多いという実績を残すことができました（巻頭言参2010 年秋からさらに大量のデータ量を得ることが照）。

できる HiSeq 2000 を運用してきました。これら 2台の次世代シーケンサーから排出される膨大な塩基配列情報を処理するために、情報解析システムの増強を数回にわたって行いました。最終的に 6 台の

図2

サンプルの解析種別

今井美咲（生物資源ゲノム解析センター）
図1

志波

解読したサンプル数

5優（生物資源ゲノム解析センター）

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次世代シーケンサーを用いた多様なイネの解析
2 にその関係を示しました。これらの日本型イネと次世代シーケンサーを用いたは離れたイネ品種についても、得られた解析デー

多数のイネ品種の解析
これまでに、次世代シーケンサーを利用して酒米ターを基に解析したところ、「日本晴」ゲノムの品種「雄町」のゲノム配列を解読し、タイピングア

80% の配列をカバーすることができました。そのレイを作製しました。そのアレイを用いて、酒米品

結果、これらの品種についても多数の SNP や挿入種の系統樹を作成することができました（図 1）。

欠失（InDel）を見出すことができました。このよ

このことから、得られた SNP（一塩基多型）マーうに、日本型品種だけでなく異なる生態型に属する

カーは酒米品種の分類に有効なマーカーであること

イネについても多くの情報を得ることができましが示されました。

た。得られた情報を詳細に解析して、酒米や異なるグループのイネがどのようなゲノム領域に共通性と独自性を持っているかなどについて考察を進めています。また、依然として解読できないゲノム領域も存在するため、次世代シーケンサーで得られたリードのうち、未利用のままになっているリードを有効利用するための工夫を行っています。これらの研究
は（独）農業生物資源研究所、兵庫県立農林水産技
術総合センター、神戸大学の協力を得て行われました。
今後、これらの情報が新しい品種の育成に大きく貢献することが期待されます。一部の解析結果は
http://www.nodai-genome.org/oryza̲sativa̲en.html

図１において閲覧可能です。情報は今後さらに拡充する

SNP アレイを利用した酒米品種の系統樹予定です。
「雄町」に続いて、同じ酒米品種である「山田錦」などの多数の日本型品種を解析しました。「雄町」などの酒米品種は全ゲノム配列が公開されている「日本晴」と同じ日本型イネ（ジャポニカ）に含まれます。日本型イネ品種の中でも日本で栽培されているものは温帯ジャポニカと言われるグループに属していますが、アジア地域には熱帯ジャポニカに属する品種が栽培されています。日本の品種とは遺伝

図2的関係が離れている熱帯ジャポニカの品種について解析したイネ品種の遺伝的関係

Zhao et al., 2010 より改変

も、「日本晴」の配列を基にして、70％程度のリードが染色体のユニークサイトにマッピングされまし次世代シーケンサーを用いてた。さらに、これより遺伝的関係の離れているフィ

遺伝子変異を探る

リピン、中国など様々な国で栽培されているイネ品
種についても解析を進めました。これらのイネは、

次世代シーケンサーはゲノムの塩基配列の違いを

日本型イネとは異なるインド型（インディカ）品

明らかにして大量の SNP や InDel などの DNA マー

種、アウス、香り米などのグループに属します。図

カーを得ることに大きな力を発揮しています。しか6

NGRC ニュース No. 4
し、次世代シーケンサーの利用はそれだけでなく、たところ、植物体を用いた場合とは異なるマッピン

変異体の原因遺伝子を探ることにも力を発揮しまグ傾向が現れました（図 4）。カルスの解析で特徴す。我々は変異遺伝子の解析の一つとして、図 3的であったのは、ミトコンドリアゲノムにユニークに示すイネ変異カルスの解析を行っています。

にマッピングされるリードの割合が、植物体由来ゲ
ノムでは 1% であるのに対し、カルス由来では 14%と非常に多くなっている点です。そのため、染色体にユニークにマッピングされるリードの割合は、同じ イ ネ 品 種 で あ っ て も、 植 物 体 由 来 ゲ ノ ム で は79％であるのに対し、カルス由来ゲノムでは 56％と減少していました。しかし、割合は減少していても染色体ゲノム全体の 90% 以上をカバーできてい

図3

るため、個々の遺伝子の解析には支障はありません

イネ変異カルスの形状

A：野生型カルスでした。オレンジ色の変異カルスと野生型カルスの

B：オレンジ色変異カルス

ゲノム配列を「日本晴」の配列と比較したところ、多くの SNP と InDel を検出することができました。

このイネカルスのオレンジ色変異は、長期間培養

その中で、アミノ酸変異をもたらす約 150 個の遺を続ける中で出現したものです。このオレンジ色の伝子における変異が、変異カルスに特異的に認めら原因物質を探るとともに、この変異がどのような遺れました。これらの遺伝子変異のいずれかがオレン

伝子の変異によるものであるかを探っています。先ジ色化合物の蓄積をもたらした遺伝子であると考えに述べたイネ品種のゲノム解析はイネ植物体からゲられます。現在、網羅的発現解析を行い、ゲノム解

ノム DNA を抽出して解析しています。今回、変異析の結果と合わせて原因遺伝子の同定を進めていましたイネカルスからゲノム DNA を抽出して解析し、す。

得られたリードを「日本晴」ゲノムにマッピングし図4

植物体由来ゲノムおよびカルス由来ゲノムのマッピング比率

カルスゲノムは解析量を増やしたためリード総数は増えている

八田真理 （生物資源ゲノム解析センター）
吉瀬祐子 （生物資源ゲノム解析センター）
若狭 暁 （生物資源ゲノム解析センター）

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日本在来牛「見島牛」の全ゲノム解析
日本在来牛の見島牛は、本土からはなれた離島

見島牛は一時期の個体数の減少から、現在 90 頭

（山口県、見島）に役畜として導入されましたが、ほどに回復したという経緯があります。その状況か

農業機器の発展に伴い、役畜の役目から離れて外部

らは、見島牛の個体ごとに見られた多くの SNPs

から他の牛を入れること無く隔離的に飼育されてきは、この個体群において繁殖に関する遺伝子からはました。この牛のゲノムは、和牛作成に関わった多淘汰されており、他の遺伝子に多型が集まっている数の遺伝要素を保持していると考えられていて、そことが考えられます。

の遺伝要素はウシのゲノムの多様性を考える為の重これらの SNPs は今後見島牛の繁殖や保存の方要な材料で、彼らの遺伝要素について、詳細な多型法を開発する為の情報となることが期待できます。

の抽出を試みました。
我々は 4 つの家系から抜擢した 8 頭の見島牛について次世代シーケンサー（HiSeq2000）を用いて解析を行い、抽出した配列の 85.62％をマッピング
で参考配列（bosTau6.0）に張りつけることができました。これにより、ゲノム全体の 92％を平均 11
回カバー（depth ＝ 11）し、8 頭の見島牛ゲノムから平均 733 万の一塩基置換（SNPs：Single Nucleotide Polymorphisms: SNPs）を抽出しました。そこ か ら 見 島 牛 に 特 異 的 な 452 の 非 同 義 置 換（nsSNPs、non-synonymous SNPs）とそれらを保持する 331 の遺伝子を検出しました。加えて見島牛 8

図1

日本在来牛・見島牛（天然記念物）

個体間の塩基置換率は平均 0.155%、1 個体につき平 均 3,406,780 の 個 体 間 SNPs を 持 ち、 そ の 内 約
16,000 が nsSNPs であることが判りました。さら津田に過去の報告で用いられている 10 遺伝子の部分的川原玲香（生物資源ゲノム解析センター）

塩基配列（21,865 塩基）で系統樹を作成したとこ

佐野ろ、見島牛は他の品種から区別出来ることを確認し今井美咲（生物資源ゲノム解析センター）ました。

野口龍生（農学部

国際的なゲノム解析計画（HapMap project）にお薫（生物資源ゲノム解析センター）

賢（株式会社ウルヴァニアック）

富士農場）

稲吉洋裕（山口県農林総合技術センター）

いて、日本の和牛数十個体が SNP Chip によって

河野友宏（応用生物科学部

54693 カ所の SNP の有無について解析にされていますが、非常に近縁な個体間の SNPs 抽出に関しては、SNP Chip で抽出するのは難しく、従って本研究で多量の SNPs と nsSNPs を個体間で抽出出来たことは興味深いことです。

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バイオサイエンス学科）

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ニホンウズラのゲノム解読
たコンティグを連結することでドラフト配列を取得

日本で家禽化されたニホンウズラ
ニホンウズラ（しました。このゲノム配列から 30,810 の遺伝子の）は、日本人に情報が得られました。

よって家禽化された唯一の動物種です。室町時代に愛玩用として飼育され始め、第二次世界大戦中にほゲノム配列から得られる情報

ぼ絶滅しましたが、現在は世界各国で導入され、飼育利用されています。鳥類の代表的なモデル生物のこのドラフトゲノム配列の情報をもとに、7,000

一つとして発生学、神経科学、内分泌学など幅広い

以上のマイクロサテライトリピート領域を同定しま

分野で実験動物として用いられるとともに、重要なした。マイクロサテライトはゲノムに散在する数塩

食資源として世界各国で飼育利用されています。ま

基の繰り返し配列で、その繰り返し回数を個体間でた、経済協力開発機構（OECD）から化学物質の安比較することで、親子解析、集団遺伝学的解析、連全性評価のための鳥類のモデル実験動物として推奨

鎖地図の作製などに有用な遺伝マーカーとして利用されている一方、国際的に通用する標準系統は確立されています。本研究では、この同定したリピートされておらず、分子生物学的研究を進めるにあたっ領域から 100 のマイクロサテライトマーカーを開て重要な情報であるゲノム配列も解読されていませ発しました。これらを用いて 11 のウズラ系統で解ん。

析を行い、各系統の遺伝的な背景や系統間の関係を明らかにしました。

ニホンウズラの全ゲノム解読

本研究においてウズラのドラフトゲノム配列が得

そこで我々は、次世代シーケンサーを用いてニホられたことにより、モデル生物としてのニホンウズ

ンウズラのゲノム情報の解読に取り組んでいます。

ラの重要性が増すことが期待されます。また、近縁

配列長が比較的短い次世代シーケンサーでは、鳥類種ですでにゲノム配列の解読されているニワトリとのようなゲノムサイズの大きい高等生物の新規ゲノ比較することで、ウズラに特徴的な形質の遺伝的背ム配列を決定するのは困難です。そこで、本研究で景の解明にもつながると期待されます。

は効率的にドラフト配列を得るため、ウズラの配列
情報のみで配列をつなぎ合わせる

本研究は学内公募により、農学部畜産学科桑山先

アセンブ

生、名古屋大学、国立環境研究所との共同研究により実施されています。

ルの手法に加えて、すでに全配列が決定しているニ
ワトリのゲノム配列情報をもとにウズラの配列を貼り付けるマッピングの手法を用いて解析を行いまし川原玲香（生物資源ゲノム解析センター）

た。マッピングではニワトリゲノムの 80% 以上を佐野賢（生物資源ゲノム解析センター）カバーする配列情報が得られ、2 つの手法で得られ吉村

崇（名古屋大学）

松田洋一（名古屋大学）
高橋慎司（国立環境研究所）
川嶋貴治（国立環境研究所）
河野友宏（応用生物科学部

バイオサイエンス学科）

桑山岳人（農学部 畜産学科）

図1

ゲノム解析に用いたニホンウズラメス個体

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加齢が卵子に及ぼす影響の解明を目指す
トランスクリプトーム解析
加齢により哺乳動物の卵子の質が低下することが広く知られています。ヒトにおいても、近年では出
産年齢が高齢化する傾向にあり、それに伴う卵子の質の低下が妊娠率低下の原因のひとつとして注目されています。不妊治療によって妊娠、出産を行う例
が増える一方、妊娠に至らない場合もあり、その原因の特定は困難です。妊娠の成立には卵胞の成熟・減数分裂、卵子・卵丘細胞複合体の排卵、精子との受精、子宮内膜への着床といった過程があり、これらのうち一つでも異常があれば妊娠は成立しません。卵子のもととなる卵胞の初期段階から成熟過程

図 1 加齢が様々な成熟段階のウシ卵子に及ぼす影響。

を追いながらその分子機構を理解していくことが不

次世代シーケンサーによる解析に用いたサンプルを赤で示した。

妊の原因を探るために不可欠ですが、ヒト卵子の研も行っています。

究には量や倫理上の制約があるため、ヒトの加齢モデル動物が必要です。

ヒト卵子・卵丘細胞のトランスクリプトーム解析
当センターは国立成育医療研究センターとの共同

ウシ卵子のトランスクリプトーム解析
ウシは繁殖年限が長く卵子の選抜形態や加齢に伴研究により、卵子・卵丘細胞を対象としたトランス

う内分泌的変化がヒトと類似しており、ヒトの加齢

クリプトーム解析も行う計画です。卵子・卵丘細胞

モデル動物として適しています。120 ヶ月齢以上の間のコミュニケーションは卵子の成熟を制御すると老齢牛と 21‑50 ヶ月齢の若齢牛を比較すると、老考えられていますが，卵丘細胞による卵子成熟制御

齢牛において卵巣中の原始卵胞や胞状卵胞卵子の総の分子機構はこれまで明らかにされてきませんでし

量の減少、前胞状卵胞の体外発育能力の低下、体外た。我々は不妊治療患者の承諾のもと提供いただい受精の異常、ミトコンドリア数の減少と機能の変た卵子・卵丘細胞の網羅的遺伝子発現解析から発現化、初期胚の発育能力の減退など、様々な異常がみ

量や配列に変異のある遺伝子の探索を行い、ウシ卵られます（図 1）。本研究ではこれらの異常をもた子での解析の成果を参考に不妊に関わりのある遺伝

らす分子機構を解明するため次世代シーケンサーを

子を絞り込んでいく計画です。この研究により、卵使って遺伝子発現解析を行っています。

子・卵丘細胞に起因する不妊原因の究明とその治療法の開発が進むと期待されます。

卵子の様々な発育段階で違いを調べるため、前胞
状卵胞、胞状卵胞から採取した未成熟卵子、体外培

ウシ卵子の解析は学内公募により農学部畜産学科

養後の成熟卵子、体外受精後の初期胚の 4 段階に

岩田尚孝先生との共同研究として実施され、成果のおいて遺伝子発現の比較を行いました。どの発育段

一部は国際誌階においても老齢牛と若齢牛の間で発現量の異なる

卵子・卵丘細胞の解析は，国立成育医療研究セン

遺伝子を複数同定することができ、得られた結果は

ター倫理委員会の承認を得て行われています。

に掲載されました。ヒトリアルタイム RT−PCR の結果と相同性が高く、信頼性が高いことも判明しました。これらの遺伝子

川原玲香（生物資源ゲノム解析センター）の中には老齢牛卵子の異常と関連付けられるものが

岩田尚孝（農学部

含まれる一方、他の生物種でも報告のない新規なも

岸のもありました。これらの情報をもとに、卵子に起松井大輔（国立成育医療研究センター）

こる形態や発生の異常の分子機構の解明を目指して

齊藤隆和（国立成育医療研究センター）

研究を進めています。また、卵子の体外培養条件を

齊藤英和（国立成育医療研究センター）

変えることで遺伝子発現や卵子の質がどのように変河野友宏（応用生物科学部化するのか、異常の制御が可能かどうか調べる研究

10

畜産学科）

靖典（国立成育医療研究センター）

バイオサイエンス学科）

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次世代シーケンサーを用いた生殖細胞系列の包括的 DNA メチローム解析
しました。

次世代シーケンサーの登場：
エピジェネティクス解析からエピゲノム解析へ作製されたメチロームマップの解析により、数多

近年登場した次世代シーケンサーは、ゲノム解析

くの生殖細胞間メチル化差異領域の同定と、Gene-のみならず、生命現象を明らかにする様々な解析へ

body メチル化とゲノムワイドな転写との間の有意の応用が可能です。その一つがな相関を証明することができました。研究成果はオ

エピゲノム解析です。エピゲノムとは、DNA のメチル化状態、ヒス

ンライン科学雑誌「

トン修飾状態、ヌクレオソーム配置などのエピジェした。

」に掲載されま

ネティックな修飾をゲノムワイドに解析した情報のことを指します。近年でもっとも大きな注目を浴び

DNA メチロームマップの比較と今後の展望ている人工多能性幹細胞：iPS 細胞も、元の細胞の本年度はさらに、精子・卵子の起源となる始原生

エピゲノムをどれだけ「リセット」できたかを調べ

殖細胞のメチル化プロファイリングを行い、マウスる研究と言えるでしょう。このように、エピゲノム

生殖細胞の包括的な DNA メチロームマップ（ゲノ解析は現在もっともホットな研究分野といえます。

ム広範囲にプロファイリングされた DNA メチル化情報）の作製に成功しました（図 1、図 2）。これ

生殖細胞と DNA メチローム解析

らの得られた情報は今後 web 上で公開する予定で

DNA のメチル化とは、DNA 配列の変化を伴わずす。精子・卵子が形成される過程における DNA メに遺伝子機能を変化させるエピジェネティックな修

チル化の詳細な確立機構と役割を明らかにすること飾であり、細胞機能を調整する重要な分子機構としは、生殖細胞の新たな評価基準を設ける上でも重要て、生命現象に深く関与することが知られていまなステップといえます。また、日本には同様の解析す。人間を含む哺乳類の生殖細胞（精子・卵子）がを十分にできる環境がまだ少なく、このような解析形成される過程で DNA メチル化がダイナミックに法の開発と普及は卵子だけではなく初期腫瘍や特定変化することが知られており、内在性レトロウィル部位の細胞などの解析が極めて困難な検体の解析にスの抑制や、ゲノムインプリントの確立など、正常も貢献するでしょう。

な生殖細胞の形成に不可欠な役割を果たします（図注）この研究は東京農業大学が基盤研究（S）補助1）。始原生殖細胞は本センターでは、昨年（2011

金の支援により実施しました。

年）度に次世代シーケンサーを用いてマウス全ゲノ
ムレベルでの DNA メチル化を解析することに成功

図2

マウス 1 番染色体上のインプリント遺伝子座における生殖細胞の DNA メチロームマップ

図1

本研究プロジェクトの進捗状況

11

小林久人（応用生物科学部

バイオサイエンス学科）

河野友宏（応用生物科学部

バイオサイエンス学科）

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新しい育種法「不均衡変異導入法」の特徴を探るに導入された突然変異の特徴については検証例が少生物による有用物質生産ない状況でした。

古くから私たち人類は、微生物の持つ様々な機能を利用してきました。醤油、味噌、納豆、チーズ、
ヨーグルトなどの発酵食品、醸造によるアルコー

多様な変異が見られる「不均衡変異導入法」

ル・食酢の生産をはじめ、近年では抗生物質や有用

本研究では不均衡変異導入法の突然変異の特徴をなタンパク質など医薬品の原料、アミノ酸などの生探るため、よく研究されている出芽酵母（パン酵産に微生物が活躍しています。しかしながら、自然母）に、一般的な変異処理剤であるエチルメタンス

界から分離された微生物はそのままでは有用物質をルホン酸（EMS）と不均衡変異導入法による変異

大量に生産してくれません。そこで、微生物を改良処理を行い、次世代シーケンサーによるゲノムワイする「育種」が様々な方法で行われています。微生

ドな変異解析を行いました。

物の主な育種方法として、
DNA に突然変異を入れる

EMS で処理すると DNA の 4 種類の塩基のうち、手法があります。物理的に DNA を傷つける紫外線

G または C の塩基が A または T の塩基に偏って変や X 線照射、化学的に DNA を傷つける変異剤処理化することが知られていましたが、今回の解析でもがよく行われています。これらの手法は幅広い微生

その傾向が確認できました。一方、不均衡変異処理物に適用できる反面、細胞にダメージを与えるため

株では塩基の偏りは少なく、多様な塩基置換が見ら変異をたくさん導入できないという欠点があります。

れました（図 2）。塩基の置換はタンパク質のアミノ酸配列に影響を与える場合があります。実際、新しい育種法「不均衡変異導入法」

EMS 処理よりも不均衡変異の方が高い頻度で多様

最近注目されている育種法の一つに不均衡変異導なアミノ酸置換を引き起こしていました。

入 法 が あ り ま す（E.Y. Park ら、2011）。生物がつまり、不均衡変異の有効性は、従来手法と比較

DNA を複製する際には、たまに間違いを起こしまして効率良く多様な変異を導入できる点にあること

すが、それを直す「校正機能」のおかげでほぼ正確が示唆されました。本研究は、株式会社ネオ・モルに 複 製 で き ま す。 二 本 鎖 で あ る DNA の 複 製 は、ガン研究所との共同研究として実施されました。まリーディング鎖とラギング鎖という二つの鎖に分かた本成果は国際誌れて行われますが、リーディング鎖に比べて複製機（2012, 2012:860797）に掲載されました。

構が複雑なラギング鎖の方が間違いを起こしやすいと言われています。不均衡変異導入法はラギング鎖
複製の主役である DNA ポリメラーゼδを改変し、間違いを直せなくすることで DNA に突然変異を入れる手法で、従来の方法では難しい育種が成功している多くの実績があります（図 1）。しかし、実際

図2

EMS と不均衡変異導入法（Mutator）での変

異比較

志波
図1

DNA 複製の模式図

優（生物資源ゲノム解析センター）

吉川博文（応用生物科学部

12

バイオサイエンス学科）

NGRC ニュース No. 4

生物の種とは何か？「シアノバチルス」のゲノム解析
アノバクテリアのゲノムがきちんとクローニングさゲノムの柔軟性と「水平伝播」
地球に暮らす生物は例外なく細胞からなり、そのれているか確認する必要がありました。私たちは次中に必ずゲノムを持っています。ゲノムにはその生世代シーケンサーによって得られた塩基配列を再構物を規定する全ての遺伝情報が記されています。生成し、シアノバチルス 1 号と、その親株である枯物にとってゲノムを正確に子孫に伝えることは、種草菌を維持する上で必要不可欠です。しかし、正確さがました。シアノバチルス 1 号には、シアノバクテ

過ぎると、激しい環境の変化に対応できず絶滅してリアのゲノムがきちんと導入されており、クローニ

しまうかもしれません。DNA の変化を受け入れる

ングされた領域には重篤な変異は見つからないこと

柔軟性は生物の多様性を生み出す原動力です。

を確認しました。

微生物では、異なる種の DNA が侵入してゲノム

BEST7003 のゲノムを解読し全てのゲノムが入っているのに、なぜシアノバチに付加される「DNA の水平伝播」という現象が日

ルスは枯草菌のままなのでしょうか？

常的に起こっており、これが微生物の多様性を生むれたゲノム情報を基により詳細な解析を薦めていま

原動力であると考えられています。一方、組換えす。種の壁を超えるには、もうひと工夫する必要がDNA 技術が確立した現在では、人工的に水平伝播ありそうです。

を起こすことができます。これを私たちはクローニ

現在、得ら

本研究は、慶応大学、先端生命研究所の板谷光泰教

ングと呼んでいます。

授との共同研究として実施されました。また本成果は国際誌に掲載されました。

ゲノム丸ごとクローニング「シアノバチルス」
それでは人工的な水平伝播（クローニング）はど
こまでできるのでしょうか。その最長記録が、枯草菌

BEST7003 のゲノムの中にシア

ノバクテリアsp. PCC 6803 のゲノム

（350 万塩基対）を全て組み込んだ「シアノバチル
ス 1 号」です（図 1）。シアノバチルスは、慶応大学、先端生命研究所の板谷光泰教授らのグループに
よって、7 年の歳月をかけて作られました。シアノ

図1

バチルスは枯草菌のゲノムの中にシアノバクテリア

シアノバチルスのゲノム構造のゲノムが同居しているにも関わらず、現時点において、その生き様は枯草菌そのものです。シアノバ
クテリアの様に光合成は行いませんし、色も枯草菌のままです。これは枯草菌の中でシアノバクテリアのゲノムが機能していないことが原因であると考え
られます。

図2

私たちはシアノバチルスの中にあるシアノバクテ

枯草菌、シアノバクテリア、シアノバチルスの形態（慶應大学先端生命研、板谷先生より提供）

リアゲノムをどうすれば活性化できるか、つまり、シアノバチルスに光合成を行わせるにはどうすれば

渡辺

智（応用生物科学部

良いか、ということについて研究を行っています。

志波優（生物資源ゲノム解析センター）

そのためには、まずシアノバチルスのゲノム中にシ

吉川博文（応用生物科学部

13

バイオサイエンス学科）

バイオサイエンス学科）

NGRC ニュース No. 4

バイオマス生産につながる有用藻類のゲノム情報解読
化石燃料依存度を下げ、かつ CO2 を削減できるの生合成や細胞外放出に関わる遺伝子は未だに不明

シナリオの用意は、我が国の国家的急務です。植物という問題があります。我々が明らかにしたドラフの光合成を利用したバイオ燃料生産は、その候補とトゲノム情報から今後こうしたメカニズムの一端がして急速に開発されていますが、一方でトウモロコ

解明できるかもしれません。

シのような食用作物を用いたバイオエタノール生産

また、下等紅藻類であるシアニジウム類は、極限には、食糧としての作物利用と競合することから社

環境微生物として広く知られており、環境ストレス

会的な批判も出ています。これに対し、藻類や光合耐性のメカニズムの解明のためのモデル生物でもあ成微生物を中心とする水生バイオマス生産系は、食ります。厳しい環境下でも棲息可能な藻類を用いた用作物の転用や耕地利用との直接的な競合が無く、工業排水などのバイオレメディエーション（生物環また潜在的培養コストも極めて低いなど、大きな優境浄化）などが期待されています。ここでも我々が位性が指摘されています。特に日本のように、雨や明らかにしたドラフトゲノム情報が今後こうした研

湧水、温泉などのほぼゼロコストの水資源に恵まれ

究開発の基盤情報として役立つはずです。
東京農業大学ではこれらのゲノム解析を通じて農る国家においては、藻類・光合成微生物バイオマス

学分野・基礎科学分野への貢献を進めています。

生産系には大きな将来性があると言えます。しかし、これらの藻類・光合成微生物には多様な種が存在しており、バイオマス生産に有用な種の探索自体がまだまだ始まったばかりです。重油を作るボトリ
オコッカスや軽油を作るシュードコリシスティスといった藻類は既に広く知られていますが、今後のさらなる探索により、環境ストレスに強い種や、有用物質生産能が極めて高い種が発見される可能性があります。
近年のゲノム解読技術の高速化により、こうした有用藻類のゲノム情報の収集が極めて容易になっており、このような探索のスピードが加速することが予想されています。東京農業大学生物資源ゲノム解析センターでは、バイオマス物質生産に関わる種々の有用藻類のゲノム解析を実施しています。例え極限環境に棲息する下等紅藻、シアニジウムとガルデ

ば、多量の細胞外多糖を生産するシアノバクテリア
（

属、

属、

リアの顕微鏡写真（左）と葉緑体自家蛍光写真（右）属 ） や、 高

温強酸性で重金属濃度が高い温泉にも棲息する下等

兼崎

紅藻類（

吉川博文（応用生物科学部

類）などです。

シアノバクテリアは海水、淡水、陸上など極めて多様な自然環境に棲息しており、彼らが細胞外に多量に放出する多糖類はバイオエタノール生産の原料や吸水性ポリマー素材として利用可能です。しかし、多量の細胞外多糖を生産するシアノバクテリアのゲノム情報は整備が遅れており、また細胞外多糖14

友（生物資源ゲノム解析センター）
バイオサイエンス学科）

NGRC ニュース No. 4

ゼンマイ寄生菌類 Mixia osmundae のヌクレオソーム解析
本研究で解析対象とした

MNase-seq によるは発見記載

から 80 年余りの間、子嚢菌類に分類されてきまし

ヌクレオソーム位置の決定
真核細胞の DNA はヒストンタンパク質に巻き付たが、1995 年に担子菌類へ分類し直された系統学

き、ヌクレオソームと呼ばれる構造を形成していま的にユニークな酵母です。ここで紹介したヌクレオす（図 1）。ヌクレオソームを基本単位として、よソーム解析の他にゲノム DNA と RNA の解析を実り高次なクロマチン構造が形成され、DNA はコン

施 し、 研 究 成 果 は 国 際 誌

パクトに折り畳まれます。ヒトの染色体 DNA は全120043）に掲載されました。

（2012, 2:

長 2 m に及びますが、直径わずか 10 µm（0.01 mm）
ほどの細胞核に収められています。
ヌクレオソームの形成位置やヒストンタンパク質の化学修飾は遺伝子発現に影響するため、ゲノムワ
イドな解析が盛んに行われています。次世代シーケ
ンサーを用いた MNase-seq はヌクレオソームの位置を網羅的に決定する手法です。MNase（Micrococcal Nuclease）は DNA 分解酵素の 1 種で、ヌク
レオソーム間のリンカー DNA を分解しますが、ヒストンに巻き付いたヌクレオソーム DNA は分解す
図1

ることができません（図 1）。MNase で処理した細MNase によるリンカー DNA の分解胞から DNA を抽出し、電気泳動にかけるとヌクレ
オソーム DNA のラダーが観察されます（図 2）。ゼ
ンマイ寄生菌類の解析ではモノヌ

クレオソーム DNA 及びジヌクレオソーム DNA のシーケンスを行いました。

ヌクレオソーム DNA の配列特性
モノヌクレオソーム DNA の中心位置はヒストン
タンパク質に結合している領域であり、ジヌクレオソーム DNA の中心位置はリンカー領域です。各配列の特徴を調べたところ、ヒストン結合領域では

図2

AT, TA の頻度が高いのに対し、リンカー領域は

MNase 処理後の電気泳動写真CC, CG, GC, GG の頻度が高く、AT, TA の頻度は低いことが分かりました。この 2 塩基頻度の傾向

松本貴嗣（生物資源ゲノム解析センター）はヒトのヌクレオソーム研究で報告されている結果

吉川博文（応用生物科学部と一致しており、真核生物の進化の過程においてDNA 配列とヒストンタンパク質の相互作用が広く継承されてきたことを示しています。

15

バイオサイエンス学科）

NGRC ニュース No. 4

貯穀害虫における化学交信システムと種分化に関する解析
昆虫の行動には化学交信システムにより規定され学交信に関わる遺伝子種の同定、発現レベルの解析るものが多く存在します。たとえば生殖行動においを行うこととしました。現在のところ、すでに同定ては一般に、メスが出す揮発性の性誘引性フェロモ

した OBP 遺伝子以外の関連遺伝子発現が確認されン（Sex attractant pheromone）が、オスの触角でました。今後の詳細な解析により、近縁マメゾウム

匂 い 物 質 結 合 蛋 白 質（odorant binding protein;

シ種間における化学交信システムと種分化メカニズ

OBP）に結合し、受容体に運ばれ、オスはメスのムの解析につなげていく予定です。

居場所を認知します。フェロモンおよび OBP について詳細に研究が行われている鱗翅目において、種間ではフェロモンおよび OBP に構造的な違いが見いだされ、種特異的な生殖行動に寄与しています。
一方で、その近縁種間では、フェロモンの構造とそれに対応する OBP の構造は、それぞれにおいてお互いが非常に類似しており、進化の過程でわずかずつ変化することで種特異性を保ってきたと考えられます。また、複数のフェロモン化合物の混合比を変

アズキマメゾウムシの成虫、オス（左）とメス（右）えることで、種特異性を変えてきています。
我々のグループでは、貯穀害虫であるマメゾウムシ（

矢嶋俊介（応用生物科学部）における性誘引性フェロモン

バイオサイエンス学科）

石毛太一郎（生物資源ゲノム解析センター）

および OBP の解析を行ってきました。その結果

岡田属の 4 種のマメゾウムシ由来フェロ
モンを同定したところ、互いに近縁種であるにもかかわらずその化学構造が大きく異なる 2 つのグルー
プに分かれました。一方、その 4 種のうちの 3 種について触角に発現している蛋白質から OBP を単離したところ、アミノ酸配列もフェロモン構造に対応した 2 つのグループに分かれました。
一般にフェロモン構造と OBP の構造が適応しな
い変異は、オス・メス間の化学交信を阻害すること
から種の保存に不利と考えられます。そこでこのような近縁種間における劇的な変化がどのように適応して起こったのか、そのメカニズムの解明を分子レベルで行い、種分化の要因を明らかにすることを目指しています。次世代シークエンサーの登場によりゲノム解析が以前にくらべ格段に容易になりましたが、マメゾウムシのような既知のゲノム情報がほとんど無い非モデル生物への適用はまだ試行錯誤が多い 状 況 で す。 そ こ で、 ま ず 触 角 に つ い て 網 羅 的RNA シークエンス（RNA-seq）を行うことで、化16

潔（生物資源ゲノム解析センター）

NGRC ニュース No. 4///// 平成 24 年度
1．阿部尚樹（応用生物科学部「

新規学内公募一覧 /////

栄養科学科）

sp. USF-2690 における sorbicillinol 生合成ポリゲチド合成酵素の遺伝子学的解析」
2．藤本尚志（応用生物科学部

醸造科学科）「メタトランスクリプトーム解析による環境中からの藻類有用遺伝子の抽出と機能解析」
3．尾畑やよい（応用生物科学部

バイオサイエンス学科）「卵母細胞成長過程で確立するインプリントに必須な因子の探索」
4．半澤惠（農学部

畜産学科）「東アジア地域における遺跡出土馬のミトコンドリアゲノム配列決定」
5．松原創（生物産業学部

アクアバイオ学科）「淡水産卵ワカサギおよび海水産卵チカの6．松原創（生物産業学部

シーケンス解析」

アクアバイオ学科）「トラフグおよびニジマスを用いた生殖腺および脳における新規性分化誘導因子のトランスクリプトーム解析」
7．林隆久（応用生物科学部

バイオサイエンス学科）「酸性土壌に固定されたリンを獲得するポプラ細胞壁の機能」
8．村上覚史（農学部

畜産学科）「腸管出血性大腸菌 O157（EHEC O157）の全ゲノム解析による clade 再定義に有効な
SNP 検索及び新たな進化モデルの構築」
9．林隆久（応用生物科学部

バイオサイエンス学科）「地震の揺れにより誘導される植物の形態形成、及び発現するタンパク質についての解析」
10．夏秋啓子（国際食料情報学部 国際農業開発学科）「パパイア輪点ウイルスにおける 2 バイオタイプの類別と宿主内での動態」
11．林隆久（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）「放射性物質によるイネの細胞遺伝的、形態的変化」
12．中里厚美（応用生物科学部 醸造科学科）「醸造酵母Ⅵ番染色体の相違について」
13．梶川揚申（応用生物科学部 生物応用化学科）「運動性乳酸桿菌の免疫学的特性と応用」

17

NGRC ニュース No. 4///////// 学内公募事業とその成果 /////////◆ 老化が牛卵子に及ぼす影響とその制御方法に関する研究 ◆加齢により哺乳動物の卵子の質は低下する。我々は加齢黒毛
和種牛の卵子の質低下のメカニズムとこれを制御する方法を検討している。
これまで様々なステージの卵子や胚を対象に、次世代シークエンサーによる網羅的遺伝子発現解析を行い、若齢と老齢間では、ミトコンドリアの電子伝達系や酸化的リン酸化に差がある
ことが明らかになった。また、現在体外受精に用いられている
胞状卵胞より未熟な初期胞状卵胞のステージに行おいても、卵子を取り巻く顆粒層細胞の遺伝子発現プロファイルが、すでに退行卵胞様になっていることも示された。これらの結果を裏付けるように、加齢個体に由来する卵子では、胞状卵胞でも初期
胞状卵胞でも卵子のミトコンドリア DNA コピー数が減少し、卵子中の活性酸素量が増加し、一方で GSH 含量が低下していることが示された。さらに加齢個体由来の卵子を受精させて得た、初期胚でもミトコンドリア数が若齢に比べて少なくなることより、加齢個体の卵子の質改善のためには、初期胞状卵胞から卵子中のミトコンドリアの質や量を改善する要因を探索する必要があると考えている。
そこで卵胞の発育に重要な役割を持ち、しかも加齢個体で血中濃度が減少するエストラジオールの卵子発育に持つ意義について検討した。体細胞ではエストラジオールがミトコンドリアの新生を促すことが報告されている。そこで初期胞状卵胞を様々な濃度で培養したところ、エストラジオールは初期胞状卵
胞の発育を有意に促し、ミトコンドリア数を増やす効果がある
ことが示唆された。さらに顆粒層細胞においてはテロメア長の短縮を抑制す効果も確認できた。そこで、エストラジオールがもつ初期胞状卵胞の発育促進効果の分子メカニズムを調べるた
め次世代シーケンサーにて遺伝子発現解析を行った。その結果、エストラジオールは、顆粒層細胞の遺伝子発現プロファイルを正常な卵胞のそれに近づける効果があること、さらに卵子の体外培養中に起こる事象と関連した遺伝子群の発現動態も明らか
になった。

学会発表
1．日本胚移植研究会 2012.9.26 エストラジオールがウシ初期胞状卵胞の体外培養に与える影響。岩田尚孝、遠藤美和、
川原玲香、桑山岳人、門司恭典
2．日本繁殖生物学会大会 2012.9.9 加齢がウシの初期胚の分割率及びミトコンドリア数に及ぼす影響 石川智望、大里志穂、竹尾駿、桑山岳人、門司恭典、岩田尚孝
3．Congress of the Asia Pacific Initiative on Reproduction
2012.9.1. Effect of estradiol on atrum formation, oocyte
growth and gene expression within in vitro cuktured bovine
early antral follicles. M Endo, R.M. Kawahara, M Monji, T
Kuwayama, T Kono, H Iwata.
4．日本哺乳動物卵子学会 2012.5.27 ウシの加齢が卵子と初期胚のヒストンのアセチル化状態、遺伝子発現そして体外発育能力に及ぼす影響。岩田尚孝、川原玲香、後藤大也、竹尾駿、桑山岳人、門司恭典、河野友宏
5．日本哺乳動物卵子学会 2012.5.27 加齢が牛初期胞状卵胞に及ぼす影響。遠藤美和、川原玲香、門司恭典、桑山岳人、
岩田尚孝
論文発表
1．Endo M, Kawahara RM, Cao F, Kimura K, Kuwayama T,
Monji Y, Iwata H. Estradiol supports
development ofbovine early antral follicles.
2012 Nov
Accepted
2．Endo M, Kimura K, Kuwayama T, Monji Y, Iwata H Eﬀect
of estradiol during culture of bovine oocyte-granulosa cellcomplexes on the mitochondrial DNA copies of oocytes andtelomere length of granulosa cells.
2012 OctAccepted.
3．Effect of Maternal Age on the Ratio of Cleavage andMitochondrial DNA Copy Number in Early Developmental
Stage Bovine Embryos. Takeo S, Goto H, Kuwayama T,
Monji Y, Iwata H.
2012 Dec Accepted
4．Tasaki H, Iwata H, Sato D, Monji Y, and Kuwayama T.
Estradiol has a major role in antrum formation of porcine
preantral follicles cultured.
2012 Dec
Accepted
岩田尚孝（農学部 畜産学科）
川原玲香（生物資源ゲノム解析センター）

加齢ウシ（220 ヶ月齢）の初期胞状卵胞

18

NGRC ニュース No. 4◆ ニホンウズラの免疫応答遺伝子群のシークエンス解析 ◆ニホンウズラ（）はニワトリと同じキジ家禽であり、小型・早熟である上、ニワトリが発症する幾つかのウ
イルス性疾患に対し不顕性感染を示すため、キジ科家禽の抗病性向上の基礎研究に有用である。そこでウズラの免疫系を体系的に理解するため、自然免疫：抗菌ペプチド（DEFB、NKlysin）、自然免疫抗原受容体分子（TLR）および獲得免疫：主要組織適合性複合体（MHC）の遺伝子群を含むゲノム DNA の塩基配列とその多様性を解析している。
DEFB 領域および NK-lysin は、それぞれを含むコスミドク
ローンの塩基配列をサンガー法および次世代シークエンサーによる高密度シークエンシングを必要に応じて組み合わせて決定した（未発表）。現在、決定した塩基配列と cDNA 配列との比較等により遺伝子構造を解析中である。
TLR 遺伝子群については、特に鳥類特有で認識するリガンドが多岐にわたり、抗菌性が指摘されている TLR15 に着目し、その抗原認識領域のアミノ酸置換と血漿中の IgG 量との関係を解析している（下山ら 2012）。一方、血漿中の IgG 量と腸内乳酸菌の多寡との関係を示す予備データを得ている。そこで現在、TLR15 による細菌抗原の認識と、血漿 IgG 量および腸内細菌叢との関係を究明するために、次世代シークエンサーによる腸内細菌叢の解析を計画中である。
11 系統、321 個体を対象に拡張 MHC 領域：セントロメア側より TRIM 領域、MHC 領域および CD1 領域のハプロタイプを
多型マーカーにより検索したところ、主要 8 ハプロタイプを検出した（横山ら 2012a, b、Suzuki
in press）。これらハプ
ロタイプ間では、MHC class Iα、MHC class IIβ、MHC class
IV および NK receptor の遺伝子座の数に差異（CNV）が検出され、重複領域も多数存在する。したがって、各ハプロタイプの遺伝子構造を決定するのが困難である。また、各遺伝子群では、遺伝子座毎の mRNA 転写量に遺伝子座間差（主働、微働遺
伝子、並びに擬遺伝子）および細胞種間差が認められる。そこ
でこれら 4 種類の遺伝子群を対象に、各遺伝子座からの mRNAの発現量比を次世代シークエンサーで決定し、各ハプロタイプの特徴を明確にする予定である。さらにマイナーハプロタイプ
は主要 8 ハプロタイプ間の組換えにより生じたことを示唆するデータを得ているため、組換え領域の塩基配列を特定すると共に、組換え体個体の作出とそれを利用した各遺伝子座の機能解析も計画中である。
学会発表
日本家禽学会 2012 年度秋季大会（高松）2012.9.6,7 ニホン
ウズラ
遺伝子の多様性解析 下山拓哉、原ひろみ、平野貴、半澤惠
日本組織適合性学会第 21 回大会（御茶ノ水）2012.9.16,19
ニホンウズラ CD1 遺伝子の基礎的解析 横山佳菜、朝治桜子、
鈴木進悟、細道一善、原ひろみ、吉田豊、水谷豊、藤原哲、椎名隆、半澤惠
論文発表
横山佳菜、朝治桜子、鈴木進悟、細道一善、原ひろみ、吉田豊、水谷豊、藤原哲、椎名隆、半澤惠 ニホンウズラ CD1 遺伝
子領域の多様性解析 DNA 多型 20、30 〜 35（2012）
鈴木進悟、細道一善、横山佳菜、津田薫、原ひろみ、吉田豊、
藤原哲、水谷誠、椎名隆、河野友宏、半澤惠 Primary analysis
of DNA polymorphisms in theregion (subregion）of theJapanese quail,, in press◀ニホンウズラヒナ

原ひろみ（農学部 畜産学科）
石毛太一郎（生物資源ゲノム解析センター）
鈴木進悟（東海大学）
椎名 隆（東海大学）
半澤 惠（農学部 畜産学科）◆ ニワトリの就巣行動発現制御遺伝子の特定 ◆これまでに、就巣性が完全に排除されている卵用鶏種白色レ
グホーン種（実験群 1）と就巣性を保持するする愛玩鶏種の烏骨鶏（実験群 2）と卵肉兼用種である名古屋種の就巣行動を発現する個体（実験群 3）と発現しない個体（実験群 4）を 3 個
体ずつシーケンスし、どの個体も個体 30 Gb 以上、各実験群で110 Gb 以上のシーケンスデータを得た。
ニワトリのゲノムデータは既に公開されているセキショクヤ
ケイのデータを基に、まず白色レグホーン種の配列をマッピン
グし、リファレンス更新を繰り返して白色レグホーンのゲノム配列を作成した（実験群 1）。
次に白色レグホーン種のゲノム配列に烏骨鶏（実験群 2）と名古屋種（実験群 3）と名古屋種（実験群 4）の配列をマッピングしたところ、どの鶏種も白色レグホーン種のゲノム配列と80％以上の配列で一致していた。
それぞれの実験群ごとに SNP リストを作成し、実験群ごとに 200 万弱の SNP が同定された。それらは、烏骨鶏（実験群2）と名古屋種（実験群 3）と名古屋種（実験群 4）の 3 つの実
験群の 3 個体に共通に存在する SNP であり、現在これらの実験群特異的な SNP と、就巣性を保持するする烏骨鶏（実験群2）と名古屋種の就巣行動を発現する個体（実験群 3）に共通して存在する SNP に注目して、それらの SNP がどんな遺伝子の近傍にあるのか調査を進めている。

白色レグホーン♂

烏骨鶏♀♂

名古屋♀♂

川原玲香（生物資源ゲノム解析センター）
神作宣男（麻布大学）
中村明弘、中村和久（愛知県農業総合研究場）
吉村 崇（名古屋大学）
桑山岳人（農学部 畜産学科）

19

NGRC ニュース No. 4◆ ウシゲノム DNA 解析 ◆1．野生ウシのミトコンドリア（Mt）DNA 解析
バンテンはガウル、コープレイと共に家畜ウシに近縁の野生ウシである。総個体数は 5 千頭以下と推定される絶滅危惧種で、マレーシアでは半島部の個体群は絶滅し、ボルネオ島のサバ州に 500 頭前後が生息するのみである。開発に伴う生息地の分断・孤立に加え、地域によっては家畜ウシとの交雑による遺伝的な撹乱も問題となっている。そのため、地域個体群の遺伝的多様性や遺伝的撹乱の把握は、本種の域内保全を考えるうえで重要である。また、野生ウシの強健性は家畜ウシの改良に活用しうるため、バンテンの遺伝資源としての価値は極めて高い。
本研究ではバンテン（ボルネオ亜種）の Mt ゲノム DNA の塩
基配列を決定し、ボルネオ亜種の遺伝的多様性を明確にすると共に家畜ウシを含む近縁種との類縁関係を探る。さらに、環境適応、抗病性など家畜ウシの改良に資する遺伝形質を検索する。
これまでのところ、チトクローム b（227 bp）および D ループ（225 bp）の部分塩基配列の解析よりそれぞれ 2 種類のハプロタイプを同定すると共に、用いたサンプル個体では家畜ウシとの交雑は確認されなかったこと、系統解析によりボルネオ亜種は
他の 2 亜種：ビルマ亜種、ジャワ亜種より、ガウルに近縁であることが示唆された。現在、Mt 全ゲノム DNA 配列の比較解析を計画中である。

◀野生バンテン

松林尚志（マレーシア・サバ大学）
Abdul Hamid Ahmad（マレーシア・サバ大学）
平野 貴（農学部 畜産学科）
半澤 恵（農学部 畜産学科）

2．和牛の真核ゲノム解析
黒毛和種牛は Wagyu として世界的に認知された品種であり、 効果を持つハプロタイプ（ ）または効果のないハプロタイプ
またその成立に最も深く関わったと考えられる日本在来牛は見 （ ）を保有する個体の筋組織をバイオプシで採取し、各種遺伝
島牛である。これらの全ゲノム配列は、我が国の貴重な遺伝資子由来の mRNA の発現量を次世代シークエンサーによる網羅的源に関する情報であるとして、一般への公開は見合せられていな解析により明らかにし、マーブリングに関与する対立遺伝子る。一方、世界的に高い評価を受けているマーブリング（霜降） を明確にすることを計画している。
形質やその味覚に深く関わる脂肪酸、アミノ酸の組成に影響を及ぼす遺伝子、ならびに高度な選抜・改良故に問題となる単独
平野 貴（農学部 畜産学科）
あるいは複数の対立遺伝子が関係すると考えられる遺伝病に関原ひろみ（農学部 畜産学科）
する情報は着実に蓄積されつつある。このような状況の中で、半澤 恵（農学部 畜産学科）
家系を用いた QTL 解析によって検出されたマーブリング増加◆ 鶏における

Infantis の体内分布とその変異状況の解析 ◆Infantis は鶏肉から高率に分離され、ヒトの食中毒の原因となる公衆衛生上重要な細菌種である。これまでにパス
ルフィールド・ゲル電気泳動解析によって、鶏に保菌されている . Infantis は unique clone の emerging によって分布拡大して高率に鶏群で保菌されるようになったことが指摘されているが、鶏体内における . Infantis の分布状況と変異状況についてはほとんど解析されていない。
そこで、6 農場から 4 羽ずつの鶏を供試し、 . Infantis の体内分布を調査したところ、実質臓器や腸管から . Infantis が分離された。分離した . Infantis の変異状況を調べるため、生物資源ゲノム解析センターに依頼して whole genome sequence 解析を行い、SNPs および DIPs の有無を調査している途中である。これまでに 1 農場の鶏由来 . Infantis の解析が終了したが、reference sequence である . Infantis str. SARB27 株と比較す
ると 5 万個以上の SNPs および DIPs が確認された。しかし、
鶏 由 来 . Infantis 株 間 に 限 る と、s-SNP が 450 個 程 度、nsSNP が 200 個程度、DIPs が 100 個程度にまで限定された。これら全ての変異に基づき系統解析を行ったところ、同一の鶏から分離された . Infantis であっても変異していることが認められた（図参照）。しかし、今回の系統解析は supermatrix アプ

20

ローチによるものであり、heterotachy の影響が懸念されるため、より適切な系統解析法について検討しているところである。
今 後、 ヒ ト 由 来 . Infantis に つ い て も 同 様 に 解 析 し、 .
Infantis の 分 化 状 況 を 調 査 す る こ と で 我 が 国 に 分 布 す る .
Infantis の 特 徴 を 把 握 出 来 る 可 能 性 が あ り、 そ の 情 報 を .
Infantis による食中毒の予防に活用することが期待される。

鶏由来 S. Infantis の最尤法による系統解析

村上覚史（農学部 畜産学科）
横山栄二（千葉県衛生研究所）

NGRC ニュース No. 4◆ 次世代シークエンス技術を用いた眼球疾患モデル動物の発症メカニズム解明への展望 ◆白内障および小眼球症などの眼球疾患は失明を伴うことから、極めて深刻な QOL の低下を引き起こす。そのため、これ
ら疾患の治療および予防法の開発は眼科領域における重要な課
題の 1 つとなっているが、その発症には強い遺伝的要因が関与しているものの、その浸透率や病態および発症時期については
個人の遺伝的背景に加えて強い外部環境の影響を受けるため、それらに関わる遺伝的要因ならびに発症メカニズムの解明が困難な現状にある。そこで我々は白内障や小眼球症を自然発症する疾患モデル動物から、順遺伝学的手法による発症原因遺伝子の同定を足がかりとして、これら疾患の発症メカニズムの解明を目指している。
白内障モデルマウスの発症原因遺伝子のポジショナルク
ローニング
我々は、先天性白内障モデルである Rinshoken cataract（ ）マウスにおいて、の眼球特異的エンハンサーエレメントの欠失を見出し、その突然変異がの遺伝子発現量を大幅に減少させることを明らかにした（図 1）。
は眼球形成時に重要な役割を担う転写因子をコードしており、ヒトにおいてこの遺伝子の突然変異は様々な眼球形成異常を引き起こすことが報告されている。このことから、FOXE3 に発現制御され、正常な水晶体の形成ならびに維持に機能する複数の遺伝子群の存在が示唆される。しかし、FOXE3 が水晶体形成に重要な役割をもつにもかかわらず、それに直接的に発現制御される遺伝子群については明らかにされていない。さらに、 マウスにおいて同定された眼球特異的エンハンサーエレメントに作用する
転写因子についても不明のままである。今後は RNA-Seq によるトランスクリプトーム解析および ChIP-Seq による FOXE3結合領域の同定など、次世代シークエンス技術を取り入れたハイスループットな解析方法により、FOXE3 を中心とした水晶体形成ならびに白内障発症のカスケードを明らかにしていきた
いと考えている。
加えて現在、我々は生物産業学部において新規に単離された
白内障マウスおよび無眼球ラットについて発症原因遺伝子のポ
ジショナルクローニングを試みている（図 2）。今後はこれら突然変異体において、エキソームシークエンス解析などにより効率的な主要発症原因ならびに修飾遺伝子の同定を進めていきたい。
学会発表
第 51 回日本白内障学会総会。シンポジウム 3「水晶体の分化と白内障に関する遺伝子の最新情報」（東京）2012.12.6.15 〜
17 水晶体における FOXE3 下流活性化制御因子の探索 和田健
太、吉川欣亮
第 9 回北海道実験動物研究会（HALAS）学術集会 2012（札幌）2012.7.14 マウス
突然変異体を用いた水晶体形成に関与する遺伝子のスクリーニング 高橋 剛、原田千鴻、斎藤
潤一、曹 峰、河野友宏、吉川欣亮、和田健太
The 26th International Mammalian Genome Conference(Florida) 2012. 10.21〜24 Gene expression proﬁling of the lensin-deﬁcientmice Kenta Wada, Gou Takahashi, Chihiro
Harada, Saki Okubo, Yoko Okumoto, Yo Obara, Cao Feng,
Junichi Saitou, Tomohiro Kono, Yoshiaki Kikkawa

論文発表
Watanabe, K., Wada, K., Ohashi, T., Okubo S., Takekuma K.,
Hashizume R., Hayashi, J., Serikawa, T., Kuramoto, T.,
Kikkawa, Y. A 5-bp insertion incauses recessive congenital
cataract in KFRS4/Kyo rats.
7 (11): e50737 (2012).
Wada K., Maeda, Y.Y., Watanabe, K., Oshio, T., Ueda, T.,
Takahashi, G., Yokohama, M., Saito, J., Seki, Y., Takahama, S.,
Ishii, R., Shitara, H., Taya, C., Yonekawa, H., Kikkawa, Y. A
deletion in a -element ofcauses cataracts and microphthalmia inmice.
22, 693‑702 (2011)

図 1 白内障モデルマウス rct における発症原因突然変異の同定。
（A）rct マウスの表現型。水晶体前極部の顕著な混濁（矢印）、
水晶体線維の空胞（アスタリスク）および水晶体上皮と線維間のギ ャ ッ プ 結 合 の 消 失（ 矢 頭 ）。（B）rct マ ウ ス に 認 め ら れ た
Foxe3 のエンハンサーエレメントの欠失変異。（C, D）Foxe3 の遺伝子発現解析。Foxe3 の qRT-PCR 解析（C）およびホール
マウント in situ hybridization 解析（D）。

図2

新規無眼球症ラット nak の表現型

和田
橋詰

21

健太（生物産業学部
良一（生物産業学部

生物生産学科）
生物生産学科）

NGRC ニュース No. 4◆ 在来馬の起源の解明に関する研究 ◆我が国には 8 種の在来馬が存在している。その起源は古墳時代にまで遡るが、互いの類縁関係については、大きく 2 つ説があり結論を得ていない。即ち、四国・九州の小型在来馬は中国南部から九州に渡来したが、本州・九州の中型在来馬は中国北部から朝鮮半島を経て渡来したとする 2 経路説、ならびにすべての在来馬はモンゴル系馬が朝鮮半島を経て渡来し、南下と共に小型化し、各在来馬品種に分化したとする 1 経路説である。
中国産馬は、北部・南部を問わず、いずれもモンゴル系馬由来

であると考えられるが、中国、朝鮮半島の各地域の在来馬に特有の遺伝子変異は検出されていない。また在来馬は、民族の歴
史的に複雑な変遷と共に移動してきたと考えられる。しかし東アジア各地域で過去・現在、共に在来馬の遺伝的多様性に関する情報が極めて不充分であることは否めない。そこで、以下の2 つのプロジェクトを実施する機会を得たので、貴センターの次世代シークエンサーを使用した解析を実施することとした。

1．日本在来馬ゲノム DNA のシークエンス解析
中国陝西省およびモンゴル中部の約 3300 年前および日本の古墳・古代の遺跡出土馬の遺骨から DNA を抽出し、Mt ゲノムの塩基配列を決定し、東アジアにおける家畜化初期の馬のハプロタイ
プ頻度および分布を基に、東アジアの古代馬と現存する日本在来
馬 8 品種との類縁関係について歴史学的に考察する予定である。

覚張隆史、米田 穣（東京大学）
菊地大樹、丸山真史、松井 章（奈良文化財研究所）
本郷一美（総合研究大学院大学）
高濱 秀（金沢大学）
劉 呆雲（陝西省考古研究院）
植月 学（山梨県立博物館）
太田博樹（北里大学）
半澤 惠（農学部 畜産学科）

遺跡出土馬の遺骨

2．日本在来馬ゲノム DNA のシークエンス解析
次年度以降の（公財）競理研との共同研究として計画中である。
日本在来馬 8 品種を対象に、その Mt ゲノムおよび核ゲノム DNAの全塩基配列を決定し、詳細に比較解析することにより、在来馬間の類縁関係を明確にし、その起源を考察することを目的としている。すでに家畜ウマ（）の Mt ゲノム DNA の全
塩 基 配 列（NC̲001640.1） およ び 核 ゲノム DNA 全 塩 基 配 列（GCA̲000002305.1）は、GenBank に登録されているため、これらをリファレンスシークエンスとして、今回解析する塩基配列をマッピングし各品種特異的な塩基置換等を明確にする予定である。

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平野 貴（農学部 畜産学科）
原ひろみ（農学部 畜産学科）
側原 仁（公財法人競走馬理化学研究所）
廣田桂一（公財法人競走馬理化学研究所）
栫 裕永（公財法人競走馬理化学研究所）
戸崎晃明（公財法人競走馬理化学研究所
半澤 惠（農学部 畜産学科）

NGRC ニュース No. 4◆ 陸上植物の ABA シグナル伝達系の進化を紐解く ◆植物の環境ストレス応答においてアブシジン酸（ABA）は気孔コンダクタンスの調節や種子休眠、およびストレス関連遺伝
子発現制御に関わる重要なホルモンである。細胞の ABA 応答
は、ABA が PYL/RCAR 受容体に結合することで特異的なプ
ロテインキナーゼ「SnRK2」が活性化することで開始される。
活性化された SnRK2 は、ABA 誘導性遺伝子の発現制御に関わる bZIP 型転写因子をはじめ、多彩な細胞内調節因子を活性化する。このことから SnRK2 は ABA 情報伝達の「コア因子」として機能していると考えられているが、その活性化メカニズムについては不明な点が多い。本研究では、遺伝子ターゲティン
グが可能であり、全ゲノム解析が完了しているモデルコケ植物である蘚類ヒメツリガネゴケ（）においてSnRK2 の活性化に欠損のある ABA 非感受性変異株 AR7 のゲ
ノム解析を通して、SnRK2 活性化に関わる情報因子を同定することを目的としている。
従 来、SnRK2 の 活 性 化 は、ABA 存 在 下 で 負 の 制 御 因 子
PP2C による抑制が解除されることで、自己リン酸化の促進が起こると考えられてきた。しかし、坂田らによるヒメツリガネ
ゴケ PP2C の完全ノックアウト株の解析により、SnRK2 の活性化には PP2C 以外の未知の活性化因子が必須であることが強く示唆された。一方、ヒメツリガネゴケ AR7 株は他の植物にはない著しい ABA 非感受性表現型を示す変異株として単離された。最近、AR7 株では SnRK2 の活性化がほぼ消失している
ことが明らかとなり、この変異株が SnRK2 の活性化に関わる
情報因子に欠損を持つ可能性が高いことが示唆された。AR7 株の変異遺伝子を特定することは、ABA 応答の初期プロセスを理解する上できわめて重要であると考えられるが、遺伝学的マッピングによるポジショナルクローニングが難しいヒメツリ
ガネゴケでは、ゲノムシーケンシングよる遺伝子の比較解析が有効であると考えられた。
そこで我々は、次世代シークエンサーを用いた AR7 株の全ゲノム配列の解読を行い、変異箇所の同定を試みた。AR7 株のゲノムは 20 倍を超える高いカバー率で解読された。AR7 株の元株となる野生型株（WT）には、機能に影響しない自然発生的な変異の蓄積が予想されため、WT 株のリシーケンスデータを取得し、自然発生変異を解析から除外する行程を挟んだ。その上で WT 株と AR7 株の配列比較を行った結果、AR7 株に特異的な 2068 の変異箇所が同定された。その中で、非同義置換を伴う変異は 47 箇所であった（下表）。これらの変異を含む遺伝
子には、プロテインキナーゼなどリン酸化シグナル伝達関連因子をコードする遺伝子も含まれていた。現在、これら変異箇所に対して、サンガー法による確認作業を進めている。非同義置
換が生じていた遺伝子は、いずれも既知の遺伝子ではなかったことから、AR7 株の ABA 非感受性形質は、未知の ABA 関連
遺伝子への変異によってもたらされたと考えられる。

坂田洋一（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
竹澤大輔（埼玉大学 大学院理工学研究科）
小松憲治（短期大学部 生物生産技術学科）◆ 地震・放射能を被った植物の遺伝子発現解析─東日本震災プロジェクト─ ◆昨年三陸沖で生じたプレートのずれは、大地震となり、津波や原発事故といった大惨事を引き起こした（東日本大震災 2011年 3 月）。地震のゆれを受けとめた樹木はどのように応答したのか、放射能汚染を受けたイネの胚の遺伝子発現は変化するのか、基礎的な研究データの集積を研究目的とした。
まず、地震に模した揺れを定期的にポプラに与えて発現される遺伝子、構成的に誘導されるタンパク質解析（プロテオミクス）そして木質構造の変化を解析する。その中で、樹木がどのような環境応答を成しているのかを明らかにしたい。このことは、植物の形態形成のみならず、環境適応メカニズムに知見を与えると考えられる。
日本人の主要穀物であり、穀類の中でもゲノムサイズが小さく、全ゲノム配列が解読されているイネを用いる。ここでは、福島県の様々な地域で収穫された放射性セシウム汚染米を用い、放射能汚染が遺伝子発現に与える影響を RNA-seq によって解析する。具体的には胚から幼植物体への発達の中で、転写レベルで違いがみられるか、精査・解析したい。これにより、生物に対する放射性セシウムの安全性を解析する。
東北地方の酸性土壌において、リンはアルミニウムと結合し、利用できない不溶性の塩として固定されている。しかしながら森林では、樹木は、リン肥料の施肥がなくても成長している。
一方、根にアルミニウムが蓄積していることから、細胞壁糖鎖がリン酸アルミニウムからリンを獲得していることが推察された。福島原発事故後放出された放射性セシウムは、細胞壁糖鎖によるリン獲得機構にどのように作用しているのか、ここではモデル樹木であるポプラを用いて遺伝子発現を解析する。

23

次世代シーケンサーを用いた遺伝子発現解析により、震動・発生・吸収の動きを転写レベルで把握することで、東日本大震
災を被った樹木・草本植物の環境応答を分子レベルで明らかにすることを目指す。
学会発表
第 62 回日本木材学会大会 （札幌） 2012.3.15 〜 17 アルミ
ニウムが結合する細胞壁糖鎖 板倉正晃、大島宏之、太治輝昭、
坂田洋一、林隆久◀地震に模した揺れにさらされたポプラ（上図）と制振剤の上に置かれたポプラ（下図、コントロール）林 隆久（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
長縄憲治（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
河合絵里（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
板倉正晃（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）

NGRC ニュース No. 4◆ ダイコンのゲノム解読と肥大根のトランスクリプトーム解析 ◆ダイコン（学名、アブラナ科ダイコン属）は古来より日本人に最も親しまれてきた野菜の一つであり、食用、薬用、救荒作物として全国各地の風土と密着して多くの品種が栽培されてきた。なかでも米文化と結びつくことで、白米や糠と合わせて調理・加工され、和食や郷土食を多彩に発展させた。ダイコン
は大きく、太く、深く根を地中に下ろす特徴的な植物である。根の伸長が 2 メートルまで達する守口大根や、直径 50 センチメートルにも肥大する桜島大根をはじめ、根部の肥大・伸長性には驚くべき多様性が見られる。さらに、含有成分（辛味成分、糖、デンプ
ンなど）や表皮の色（白・赤・紫・緑・黒・黄）の変異もたいへん大きい。本プロジェクトは、ダイコンのゲノム配列を解読し、それを基盤として形質変異の分子メカニズムに迫ることを目的としている。
食用ダイコンの代表的な品種である青首系ダイコンの染色体倍加
系統を用いて、次世代シーケンサーによるゲノムシーケンスを行った。より長いコンティグ（DNA 断片をつないだ連続配列）とコン
ティグ同士を結合したスキャフォールド（間にギャップを含む配列）を作成するため、複数のゲノム断片（300・500・700・8 k・20 k・
40 kbp）のライブラリをシーケンスした。構築されたゲノムの総延長は
3 億 4319 万塩基となった。フローサイトメトリーを用いた総ゲノム量
推定では、ダイコンのゲノムサイズは 5 億 4742 万塩基となったことから、約 60％のゲノムが復元されたことになる。ダイコンゲノムには重複構造があり、類似配列の分離が難しいため復元率が低いと考えられる。今回の結果は、近縁種であるハクサイのゲノム解析結果とほぼ一致し、アブラナ科野菜の複雑なゲノム構造を反映するものである。約 20 万本のコン
ティグとスキャフォール
ドが形成され、半数以上が数万塩基以上の長さをもつことから、マーカー作成、有用遺伝子の単 離 や 機 能 解 析 への応用が可能である。
ゲノム配列情報をもと に、 異 な る 発 生 ス ダイコン根部の横断面。細胞の大きい表
テージおよび部位で発 皮組織の内側に、リング状に赤く染まっ現する遺伝子の網羅的 た形成層がある。
な解析を現在行っている。特に、複数の肥大期の根部で、肥大組織（形成層、木部柔組織）、非肥大組織（皮層、根端）の発現遺伝子を同定・発現量を比較する RNA-seq 解析を行い、根の肥大に関わる原因遺伝子の分析を行っている。
三井裕樹（農学部 バイオセラピー学科）
八田真理（生物資源ゲノム解析センター）
今井美咲（生物資源ゲノム解析センター）
志波 優（生物資源ゲノム解析センター）
下村道彦（三菱スペース・ソフトウエア）
並木信和（三菱スペース・ソフトウエア）
片寄裕一（農業生物資源研究所）
佐々木卓治（総合研究所）◆ パパイア輪点ウイルスの宿主はどう決まるか ◆パパイア（）は中米原産の熱帯果樹で、日本では沖縄県などで、また、世界的には熱帯 • 亜熱帯気候の地域で広く栽培され、果樹あるいは野菜として利用されている。このパパイ
アの生 産阻害 要因となるのが、パパイア輪点ウイルス（; PRSV）である。
属に属する PRSV はアブラムシ伝染性でパパイアにモザイク、輪点、奇形などを生じる。
さらに、PRSV は各種のウリ科作物にも発生し、葉や果実にモザイク症状を呈するが、日本の本州などパパイアの生産の無い地域
では、むしろウリ科作物の病原として問題となっている。
この PRSV には宿主域の異なる 2 つのバイオタイプ（以下、タイプ P およびタイプ W）が存在する。タイプ P はウリ科作物に感染するが、ウリ科とは分類学的には遠いパパイアをも宿主域とする。一方、タイプ W は、パパイアには感染しない。
様々な研究により、本来はウリ科作物に発生していた PRSV の祖先ウイルスが、新たな宿主であるパパイアとアジアで出会い、パパイアへも宿主域を拡げたと考えられている。しかし、どのような変異、そして変異の定着によって宿主域をパパイアにまで拡げたのか、そのメカニズムは分かっていない。また、自然界ではほとんどの場合、ウリ科からはタイプ W が検出され、タイプ P は少数派として観察される。そこで、この 2 バイオタ
イプがパパイアへと宿主域を拡げたメカニズム、また、野外におけるウリ科植物内あるいはパパイア内での両バイオタイプの動態を理解するために、両方のタイプを同時にウリ科作物であるズッキーニに人工的に感染させ、次世代シークエンサーを用いて植物体内に感染したウイルスのメタゲノム解析を行うことにした。両タイプを類別するウイルスゲノムの塩基配列はすでに知られていることから、リシーケンス解析により植物体内におけるウイルスのタイプの存在比を推定できると考えられた。
現在、宿主植物内における両タイプの特異的配列を持つリード
配列を時系列に従って検出して、その増減を観察している。

研究ははじまったばかりであるが、このような試みは他に例が見当たらないことからも、本研究は PRSV の宿主分化、遺伝的多様性を理解するために必須であり、早期診断や弱毒ウイルスの開発の為にも有用であると考え、間もなく得られる成果に期待している。
◀東南アジアで発生し、パパイア葉を細く糸状になるまで奇形化する深刻なウイルス PRSV による被害◀パパイア果実に輪紋を生じ、商品価値を下げるPRSV による被害

吉田沙樹（農学研究科 国際農業開発学専攻）
志波 優（生物資源ゲノム解析センター）
川崎信治（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
夏秋啓子（国際食糧情報学部 国際農業開発学科）

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NGRC ニュース No. 4◆ 嫌気性菌ビフィズス菌の O2 感受性に関与する原因酵素の同定 ◆我々は代表的な嫌気性菌であるビフィズス菌の O2 感受性に関与する分子機構の解明を目的として研究を行っている。ビ
フィズス菌は一般的に動物の腸管に生息し、それらは O2 に対して高い感受性を示す。当研究室では大気 O2 濃度（21% O2）
下での液体振盪培養でも良好に生育するウシルーメン由来の（微好気性）を始めとして、属を代表するタイプ株の（O2 感受性）、ヨーグルト製造に用いられる（O2 感受性）、また例外的にミツバチから単離された歴史を持ち、高い O2 耐性能力を有する（O2 耐性）などを供試菌として研究を進めており、これまでに数種のビフィ
ズス菌株のゲノムを生物資源ゲノム解析センターで解読した。
ビフィズス菌は好気性菌が有する H2O2 分解酵素のカタラーゼを保持していないが、ミツバチから単離されたは属内で唯一カタラーゼ活性が検出される。23 年度修士修了の林らによりのカタラーゼ活性を指標にタンパク質の精製に成功し、N 末端アミノ酸シーケンスを行った結果、ヘム型のカタラーゼであることが判明した。生物資源ゲノム解析
センターにて解読したのドラフトゲノム配列から、
N 末端アミノ酸部分と 100% 相同性を示すタンパク質をコードする遺伝子が発見され、全長遺伝子を含む周辺領域の取得に成功した。本報告はビフィズス菌属内で初めてカタラーゼの存在性を証明した報告として、Microbiology 誌に受理された。
また我々は関連研究として、ミツバチから単離されたビフィ
ズス菌が花に由来することを推定し、2006 年から花の嫌気微生物叢の解析を行っている。本研究の過程において新種の乳酸菌やを単離し、これらはグルコースとフルクトースのみを資化するという微生物生態学的に希有な糖資化スペクトルを示した。現在は 2 新種をゲノム解読に供し、生理特性との相関性を解析している。また本学先端研究の一貫として、植物体に生息する微生物叢の解明を目的とした次世代シーケンサーによるメタゲノム解析の技術開発を進めており、植物体や花、さらには蜜蜂に存在する新規な嫌気微生物叢のさらなる解明を期待している。

学会発表
日本乳酸菌学会 2012 年度大会（筑波）2012.7.12、13 花に生息する嫌気性菌に関する研究 菅原麻美、黒沢佳奈、宮崎真努
華、新村洋一、川崎信冶
日本乳酸菌学会 2012 年度秋期セミナー（明治大学）2012.
11.30 嫌気性菌と酸素（0 〜 21% の様々な O2 濃度における微生物生態）川崎信治
論文発表
Hayashi, K. I. Maekawa, I. Susumu, K. Tanaka, T. Satoh, Y.
Shiwa, Y. Niimura, and S. Kawasaki Puriﬁcation and characterization of oxygen-inducible heme catalase from oxygen-tolerant.
, 159: 89‑95（2013）

酸素濃度に応じたニッチの推定。
JCM もしくは DSM カルチャーコレクションのタイプ株を使用した。

川崎信治（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
志波 優（生物資源ゲノム解析センター）
鈴木一平（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
新村洋一（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）◆ ゲノムシークエンスを活用した乳酸菌の鞭毛遺伝子構造解析 ◆乳酸菌は炭水化物を利用し、エネルギーを生産する過程で乳酸を生産する細菌の総称である。1942 年に北原は乳酸菌の定義としてグラム陽性、桿菌もしくは球菌、カタラーゼ陰性、消費したグルコールから 50% 以上の乳酸を生産するといった特徴を提唱した。1990 年代に入り、それまでの表現性状試験、生理生
化学的試験、化学分類学的試験などによる分類に加えて 16SrRNA 遺伝子の塩基配列に基づく分子系統分類がなされるようになってきた。この解析により、従来、乳酸菌として認識をしていた細菌群は門、綱、目に位置していることが明らかになった。
このような乳酸菌は一般的に運動性を有さない（鞭毛を持たない）とされている。しかし、これまでに一部の乳酸菌に例外が確認されており、目の中でも約 160 種から構成される代表的な乳酸菌である属にも有鞭毛乳酸菌が 14 種（株レベルで鞭毛を有する菌種を含む）確認されている。
病原性細菌をはじめとする他の細菌では鞭毛に関する研究が数多く行われており、遺伝子構造や免疫学的機能など多くの知見が得られている一方で、乳酸菌の鞭毛は菌株が持つ、一つの特徴としてとらえられているがそれ以上の研究がほとんどなさ
れていなかった。
しかし、2011 年 に有 鞭 毛 乳 酸 菌の 研 究としてを用いた研究論文が発 表されている。この研究ではATCC 27782 のフルゲノムシークエンスから、鞭毛形成関

25連遺伝子群は 54 遺伝子、45 Kbp 以上からなることが明らかにしている。この研究から乳酸菌の鞭毛に関する知見が得られているものの、有鞭毛乳酸菌のほんの一部について明らかにしたにすぎない。
そこで、本研究ではまず、ゲノムシークエンスによって、属乳酸菌の鞭毛形成関連遺伝子群の構造を明らかにする。得られた情報をもとに有鞭毛乳酸菌や他の有鞭毛細菌と比較を行い、系統的関係との比較を行う。これにより、乳酸菌の分子進化がどのようにして起こったかを明らかにしていきたいと考えている。ゲノムシークエンスによって得られる遺伝
子情報は、乳酸菌の鞭毛について詳細な研究を進めていくうえ
で、有用な情報（ツール）になることが期待される。

◀乳酸菌の鞭毛
Lactobacillus sucicola
N R I C 0 7 3 6 T （ ＝J C M
15457T）の鞭毛を戸田法にて染色

入澤友啓（（独）理化学研究所）
田中尚人（応用生物科学部 菌株保存室）

NGRC ニュース No. 4◆ 蜂蜜から分離された酵母の浸透圧耐性に関する研究 ◆浸透圧の高い食品に生育する酵母が知られている。食塩濃度の高い醤油諸味からはやなどの酵母が分離される。これら抗浸透圧酵母は醸造食品の特徴的な香味形成に関与しているが、塩蔵品や糖蔵品の品
質を劣化させる原因ともなる。
において、塩に対する浸透圧耐性メカ
ニズムが詳しく検討されている。
は一定濃度以上のNaCl にさらされると、HOG（high osmolarity glycerol response）
経路により MAP キナーゼ（MAPK）を活性化することで高浸透圧環境に適応する。HOG 経路には、その上流に Sho1 経路とSln1 経路の 2 種類の浸透圧センサー経路が存在する（図）。センサー Sho1 は MAP キナーゼキナーゼキナーゼ（MAPKKK）の Stel1、センサー Sln1 は MAPKKK の ssk2/22 を活性化し、次いで共通の MAPKK である Pbs2、MAPK である Hog1 を順次活性化する。活性化された Hog1 は細胞核に移行して転写因
子をリン酸化することでグリセロール生合成に関わる酵素（Gpd1）やグリセロール輸送体（Fps1、Stl1）の転写を誘導する。現在、塩に対する耐性は分子レベルでのメカニズムが解明されているが、糖に対する耐性メカニズムは検討例が少なく、塩と同様な機構が働くかどうかは明らかでない。
当研究室ではカナダ産蜂蜜からを分離した。
は分類上 1990 年にから独立した酵母である。両者の浸透圧耐性を比較するため、YM 培地に高濃度の NaCl またはグルコースを添加して培養したところ、NaCl
添加においてはが 20％ NaCl 存在下でも生育したのに対して、は 10％存在下で生育が阻害された。一方、グルコース添加においては、ともに 80％グル
コース存在下で生育した。このように、は、NaCl に対する耐性は見られなかったがグルコースに対してはと同等の耐性を示したことから、糖に特異的な応答機構があることが示唆された。そこで、の耐糖性メカニズムの検討を目的として、次世代シークエンサーを用いたの全ゲ
ノム配列の解読を行った。
解読された塩基配列を対象に、およびにおける既知の浸透圧耐性関連遺伝子に類似の配列をサーチした。Hog1 に類似の配列がにも存在し、アミノ酸に置換した際、との相同性は 99％、とのそれは95％であった。しかしながらグリセロールトランスポーターであ る Fps1 様 遺 伝 子 に お い て は、と は 73 ％、とは 53％の相同性であった。今後、のゲノム配列をもとに浸透圧応答遺伝子群のプロファイリングを得て、耐糖性のメカニズムを解明したいと考えている。

出芽酵母の浸透圧応答経路

田村倫子（応用生物科学部
村 清司（応用生物科学部

栄養科学科）
栄養科学科）◆ メタゲノム解析による環境中からの藻類有用遺伝子の抽出と機能解析 ◆世界人口増加に伴い確実に訪れる食糧不足を克服するために、次世代農業においては作物の生産性向上が要求される。現状では農耕地の更なる拡大は望めないことから、作物の単位収量を向上させる技術の開発は必要不可欠である。植物の生長量はどれだけ光合成を行えるかが鍵となる。光合成経路のうち光化学反応の効率は理論値に近く、光合成の律速段階はカルビン回路である。このカルビン回路を触媒する酵素は作物を含む陸上植物においてはほぼ共通であり、その経路は厳密なフィード
バック制御がかかっている。一方、光合成生物として独自の進化を遂げてきた藻類には、陸上植物には見られないタイプの酵素などが存在することが明らかになりつつある。このような酵素であれば、陸上植物の持つカルビン回路のフィードバック制
御を受けることなく、カルビン回路の増強が期待できる。これまで草木湖、宮ヶ瀬湖、相模湖をフィールドとして、藻類の中でも細胞径が 0.2 〜 2μm のピコプランクトン（ピコシアノバ
クテリア）の分離および生物相解析を行ってきたが、分離・培養できないものが多いことがわかっている。本研究では草木湖、
宮ヶ瀬湖、相模湖等の水域から採取した環境試料についてメタ
ゲノム解析を行い有用遺伝子の情報を取得すると共に、その効果について迅速な評価が可能なモデル生物を用いて検証する。
2012 年 7 月 2 日に群馬県草木湖（写真 1）の表層水を採取した。落射蛍光顕微鏡により観察したところ、ピコプランクトンの中でもピコシアノバクテリアの PE-type が多く存在し（写真2）、細胞数は 2.2 × 105 cells/ml と 1 年の中でも最大値に近かった。ダム管理所内の実験室においてピコシアノバクテリアの細26

胞を孔径 0.2μm のメンブレンフィルターにより集菌し、研究室に持ち帰り DNA の抽出を行った。得られた DNA を次世代
シーケンサーによって解析した結果、草木湖に生息する微細藻類のメタゲノム情報の取得に成功した。カルビン回路の代謝酵素に着目し、候補遺伝子のクローニングを進めている。
尚、本申請課題は平成 24 年度 東京農業大学戦略研究プロ
ジェクト「藻類の有用遺伝子導入による環境ストレス耐性植物の成長速度の促進」の一環として行っている。

写真 1 草木ダム。独立行政法人水資源機構草木ダム管理所のご協力により、右手に見えるダム堰堤より採水した。

NGRC ニュース No. 4◀写真 2 2012 年 7 月 2 日に草木湖で採取したピコ植物プランク
トンの落射蛍光顕微鏡写真。黄色の自家蛍光はピコシアノバ
クテリアの PE-type、赤い自家蛍光は真核ピコ植物プラン
クトン（CH-type）、白いバーは 10μm。

坂田洋一（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
藤本尚志（応用生物科学部 醸造科学科）
渡辺 智（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
小松憲治（短期大学部 生物生産技術学科）◆

sp. USF-2690 の産生する生理活性物質 sorbicillinoid 類生合成の鍵となる
sorbicillinol 産生ポリケチド合成酵素遺伝子の探索研究 ◆ポリケチド化合物並びにその関連化合物は天然物における一大グループを形成しており、このグループに含まれる化合物の中からは、テトラサイクリンやマクロライドのような抗生物質、
あるいは、スタチンなど生活習慣病改善薬として臨床で重要な働きをする医薬品も数多く見つかっている。これらの物質が示す生理活性は、その分子構造と密接に関連することから、ポリケチド化合物がその生合成により織りなす多彩な分子構造は新
たな生理活性に導く大きな可能性を有しており、多くの研究者の興味を引く魅力ある研究テーマとなっている。ポリケチド化合物を生合成する酵素はポリケチド合成酵素（polyketide synthase, PKS）とよばれ、大きく I 型から III 型に分類されている。
中でも糸状菌の PKS は、分子量 200 kDa 前後の iterative 多機
能タイプ I 型ポリケチド合成酵素として知られているが、その機能解析は module タイプ I 型酵素に比べ遅れていた。近年になりその研究が精力的に進められ、ポリケチド鎖長の決定や環化反応について酵素の分子構造からの解析が進んできている。
我々のグループは、静岡県の土壌より分離した
sp. USF-2690 株の産生する化学的反応性の非常に高いポリケ
チド化合物である新規物質 sorbicillinol の存在を明らかにし、
この化合物を起源とした構造的多様性を有する化合物群である
sorbicillinoid 類およびその二量体化合物群である bisorbicillinoid 類に関する生物有機化学的研究を行ってきた。その過程で安定同位体 13C ラベル酢酸を用いた取り込み実験から、アセチ
ル化により安定化された単一の sorbicillinol isotopomer のみが生合成され、また、5-epihydroxyvertinolide の存在も明らかとなったことから、ヘキサケチド鎖から生合成される sorbicillinol が PKS により環化を受ける前に酸化反応により構造修飾を受けている可能性が強く示唆された。
PKS は、その分子中に必須構成ドメインであるβ-ketoacyl synthase（KS）、acyl transferase（AT）、acyl carrier protein（ACP）を含むほか、ketoreductase（KR）や dehydorase（DH）のような酵素特有の修飾ドメインを含むものが知られているが、これまでに酸化酵素活性を触媒するドメインを含む PKS の報告はない。
本研究において我々は、本学ゲノムセンターの次世代シークエンサーによる RNA-seq 法によるシークエンスを行った結果、
PKS の必須構成ドメインをもつコンティグを 6 個検出し、その内訳は還元型 PKS と非還元型 PKS が半数ずつであった。なかでも 3 個の非還元型 PKS コンティグのうちの 1 個のコンティ
グは、ACP ドメインの下流に monooxigenase のドメイン構造が含まれていたことからこのコンティグが sorbicillinoid 類生合成

27の鍵となる sorbicillinol 産生 PKS 遺伝子である可能性が高いと予想し、現在詳細な機能解析を行っている。
日 本 農 芸 化 学 会 2013 年 度 大 会（ 仙 台 ） 2013.3.24 〜 28
sp. USF-2690 における sorbicillinoid 生合成に関するポリケチド合成酵素遺伝子 森岡陽、志波優、清水寛之、加藤達也、菅谷紘一、小野瀬淳一、阿部尚樹

Trichoderma sp. USF-2690 の菌糸

Trichoderma sp. USF-2690 の培養液

阿部尚樹（応用生物科学部 栄養科学科）
小野瀬淳一（応用生物科学部 栄養科学科）
菅谷紘一（応用生物科学部 栄養科学科）
志波 優（生物資源ゲノム解析センター）

NGRC ニュース No. 4◆ 酢酸菌研究におけるゲノム情報および次世代シークエンサー ◆酢酸菌は、細胞膜上の脱水素酵素による細胞外のアルコールや糖の酸化反応を電子伝達系と連動させることにより ATP を生成する特殊な代謝生理を有し、細胞外の物質がエタノールである場合、酸化生成物として酢酸を蓄積する。これは特に酢酸発酵と呼ばれ、食酢醸造に用いられている。我々は、長年食酢
醸造と酢酸菌の研究に携わっているが、次世代シークエンサーの導入により、以下のような種々の課題の解決への糸口が見え始めている。
1．酢酸菌系統の整理および見直し
酢酸菌ゲノムは IS が多く、またマイクロサテライトの高い
反復伸縮速度のため、概して変異し易いことが知られている。
このため 16S rRNA 配列と DNA-DNA ハイブリダイゼーショ
ン・表現型の間の相関に統一性が見られず、これが新属や新種の矢継ぎ早な設置を招いて、現在系統は混乱している。この部
分を解決して系統に関する見解を整理するには、ゲノム情報に基づく以外に方法が無い。我々は、酢酸菌 15 属 63 種について
大規模ゲノム解析を行い、それより抽出した全オルソログコン
カテマーの系統を調べることにより、この問題の解決を試みている。現在解析中であるが、対象株数を絞った予備検討においては良好な結果が得られており、有効な見解が得られると考えている。
2．酢酸菌におけるリボソームサブユニット準拠の MALDITOF MS による系統の有効性の検証
近年、バクテリアの迅速同定法として MALDI-TOF MS による手法が注目を集めており、実用化されてきている。これに付随して、MALDI-TOF MS より得られたピーク準拠の系統解析も試みられており、いくつかの報告も成されている。しかし、これらの系統の意味合いや有効性については、殆んど議論されていない。我々は、提唱されている MALDI による系統解析法のうち、リボソームサブユニットタンパク質準拠の方法について検証を行っている。
属酢酸菌について、ゲノム情報より全リボソームサブユニット配列を抽出し、その配列の差異による系統の意味や MALDI-TOF MS のピークマッチングによる系統の有効性等について検討を行っており、得られた見解を基に提言を行えればと考えている。
3．RNA-seq を用いたトランスクリプトーム解析
発酵の効率化を図るためには、発酵時の代謝経路や遺伝子の発現制御機構を解明することが必要である。我々は、酢酸発酵開始に関与すると考えられる新規の転写制御因子を見出したが、本因子の破壊株を作製して性質を調べたところ、本因子は発酵開始のみならず、酢酸発酵生理全体に亘り多くの遺伝子を制御している可能性が示唆された。そこで現在、RNA-seq 法を用いて親株と破壊株の間で転写量に差が出る遺伝子を解析中である。これにより、当該因子の制御メカニズムの全体像および酢酸発酵制御の一端が解明できることを期待している。

28

このように、次世代シークエンサーを用いたゲノムベースの種々の解析は、酢酸菌研究における様々な壁に対するブレイク
スルーを提供し、新たなステージへの大きな推進力となっていると感じている。今後、これらの手法は益々有用性を増していくと考えている。

Acetobacter pasteurianus NBRC3283 の基幹代謝経路

学会発表
日本農芸化学会 2012 年度大会（京都）2012.3.22 〜 26 次
世代シークエンサーを用いたゲノムスケールでの酢酸菌分類の試み 貝沼（岡本）章子、海野祥子、石川森夫、志波優、吉川博文、松谷峰之介、松下一信、山上圭吾、小泉幸道
日 本 農 芸 化 学 会 2013 年 度 大 会（ 仙 台 ）2013.3.24 〜 28
属酢酸菌におけるリボソームサブユニット準拠の系
統に関する比較考察 貝沼（岡本）章子、松谷峰之介、伊佐地
麻代、石川森夫、志波優、吉川博文、薬師寿治、 松下一信、
小泉幸道
属酢酸菌における AarC の機能の検証 貝沼（岡本）章子、山本有紀、石川森夫、志波優、吉川博文、伊藤公一、
小泉幸道
酢酸菌
NBRC3283 株 に お け る GntRの機能 貝沼（岡本）章子、石川泰平、石川森夫、志波優、吉川博文、伊藤公一、小泉幸道
貝沼章子（応用生物科学部 醸造科学科）
石川森夫（応用生物科学部 醸造科学科）
小泉幸道（応用生物科学部 醸造科学科）
吉川博文（応用生物科学部 バイオサイエンス学科）
志波 優（生物資源ゲノム解析センター）
松下一信（山口大学 農学部）
松谷峰之介（山口大学 農学部）

NGRC ニュース No. 4

研究発表実績
●論文発表
Suzuki S, Hosomichi K, Yokoyama K, Tsuda K, Hara H, Yoshida Y, Fujiwara A, Mizutani M,
Shiina T, Kono T, Hanzawa K.
Primary analysis of DNA polymorphisms in the TRIM region (MHC subregion) of the Japanese quail,. Animal Sci. (2012)
Shiwa Y, Fukushima-Tanaka S, Kasahara K, Horiuchi T, Yoshikawa H.
Whole-Genome Proﬁling of a Novel Mutagenesis Technique Using Proofreading-Deﬁcient DNA Polymerase δ.
Int. J. Evol. Biol. 2012: 860797 (2012)
Kanesaki Y, Imamura S, Minoda A, Tanaka K.
External light conditions and internal cell cycle phases coordinate accumulation of chloroplast and mitochondri. DNA Res. 19: 289‑303 (2012)

al transcripts in the red alga

Suzuki M, Eda Y, Ohsawa S, Kanesaki Y, Yoshikawa H, Tanaka K, Muramatsu Y, Yoshikawa J,
Sato I, Fujii T, Amachi S.
Iodide oxidation by a novel multicopper oxidase from α-proteobacterium strain Q-1. Appl. Environ. Microbiol. 78: 3941‑3949 (2012)
Nishida H, Kondo S, Matsumoto T, Suzuki Y, Yoshikawa H, Taylor TD, Sugiyama J.
Characteristics of nucleosomes and linker DNA regions on the genome of the basidiomycete

re-vealed by mono- and dinucleosome mapping. Open Biol. 2: 120043 (2012)
Watanabe S, Ohbayashi R, Shiwa Y, Noda A, Kanesaki Y, Chibazakura T, Yoshikawa H.
Light-dependent and asynchronous replication of cyanobacterial multi-copy chromosomes. Mol. Microbiol. 83:
856‑65 (2012)
Kobayashi H, Sakurai T, Sato S, Nakabayashi K, Kono T.
Imprinted DNA methylation reprogramming during early mouse embryogenesis at the
to long

locus is linked-intergenic transcription. FEBS Lett. 586: 827‑833 (2012)

Endo M, Kawahara-Miki R, Cao F, Kimura K, Kuwayama T, Monji Y, and Iwata H. Estradiol supports

development of bovine early antral follicles. Reproduction. 145: 85‑96 (2013)

Watanabe S, Shiwa Y, Itaya M, Yoshikawa H.
Complete Sequence of the First Chimera Genome Constructed by Cloning the Whole Genome of
Strain PCC 6803 into the

168 Genome. J. Bacteriol. 194 (24): 7007 (2012)

Akanuma G, Ishibashi H, Miyagawa T, Yoshizawa R, Watanabe S, Shiwa Y, Yoshikawa H, Ushio
K, Ishizuka M.
EliA facilitates the induction of lipase expression by stearyl alcohol in

sp. NT80. FEMS Microbiol.

Lett. Nov 22. (2012)
Hayashi K, Maekawa I, Tanaka K, Ijyuin S, Shiwa Y, Suzuki I, Niimura Y, Kawasaki S.
Puriﬁcation and characterization of oxygen-inducible heme catalase from oxygen-tolerant
Microbiology. 159: 89‑95 (2013)
Kato H, Shiwa Y, Oshima K, Machii M, Araya-Kojima T, Zendo T, Shimizu-Kadota M, Hattori M,
Sonomoto K, Yoshikawa H.
Complete genome sequence of

IO-1, a lactic acid bacterium that utilizes xylose and produceshigh levels of L-lactic acid. J. Bacteriol. 194 (8): 2102‑3. (2012)
Kanesaki Y, Shiwa Y, Tajima N, Suzuki M, Watanabe S, Sato N, Ikeuchi M, Yoshikawa H.
Identiﬁcation of substrain-speciﬁc mutations by massively parallel whole-genome resequencing of
sp. PCC 6803. DNA Res. 19: 67‑79. (2012)

29

NGRC ニュース No. 4●学会，セミナー等での発表
2013 年 3 月 24‑28 日
日本農芸化学会 2013 年度大会 （仙台）
松本貴嗣，吉川博文
枯草菌における熱ショック応答と転写開始点の網羅的な解析宮本皓司，松本貴嗣，岡田敦，中条哲也，吉川博文，渋谷直人，野尻秀昭，山根久和，岡田憲典

イネのジテルペン型ファイトアレキシン生産に関与する MEP 経路遺伝子 OsDXS3 の転写制御機構の解析能登優，髙瀬識之，高橋裕里香，松本貴嗣，吉川博文，土金恵子，細山哲，藤田信之，岡田和憲，山根久和，野尻秀昭
染色体因子によりプラスミドの負荷が軽減した自然変異株の解析
Yee Lii Mien，堀嵜允文，土金恵子，細山哲，藤田信之，松本貴嗣，吉川博文，春田

伸，朝井

計，

五十嵐泰夫，山根久和，野尻秀昭
ドリン系農薬分解菌の分解関連遺伝子の探索
岩田修，松本貴嗣，新谷政己，高妻篤史，岡田憲典，山根久和，野尻秀昭

プラスミド由来分解系のマスター転写制御因子遺伝子の異なる宿主における発現様式変化
志波優，簗瀬弘明，広瀬侑，児島友子，星野英章，渡辺智，善藤威史，千葉櫻拓，園元謙二，門多真理子，吉川博文
L- 乳酸高生産菌

QU25 株のゲノム解析

2013 年 3 月 21‑23 日
第 54 回日本植物生理学会 （岡山）宮本皓司，松本貴嗣，岡田敦，中条哲也，吉川博文，渋谷直人，野尻秀昭，山根久和，岡田憲典

イネの bZIP 型転写因子 OsTGAP1 による MEP 経路遺伝子の転写制御機構の解析

杉田千恵子，田中惟睦，米谷一樹，香村吉洋，松本貴嗣，吉川博文，杉田護

前駆体 tRNA のプロセシングに働く PPR タンパク質柴田（八田）真理，吉瀬（新井）祐子，江花薫子，矢野昌裕，吉川博文，若狭暁

次世代シーケンサーを用いたインディカ・アウス・香り米の全ゲノム塩基配列解析
2012 年 12 月 11‑14 日
第 35 回日本分子生物学会年会（福岡）川原玲香，佐野賢，桑山岳人，布目三夫，新村毅，松田洋一，吉村崇，河野友宏次世代シーケンサーを用いたニホンウズラのゲノム配列解析
志波優，吉川博文“COVA: Comparison of variants and functional annotation for next-generation sequencing data”
津田

薫，三木（川原）玲香，佐野賢，今井美咲，野口龍生，稲吉洋裕，河野友宏

次世代シーケンサーを用いた全ゲノム解析によって日本在来牛見島牛で見つかった相当数の遺伝的多様性
兼崎友，吉川博文Genome analyses of the EPS-producing cyanobacteria
2012 年 11 月 14 日‑11 月 18 日
Chick 7: Avian Model Systems (Nagoya, Japan)
Kawahara-Miki, R.
“Genomic sequence and analysis of Japanese quail”
2012 年 11 月 5 日
第 33 回 GCOE 談話会（東京）兼崎友「バクテリアのリシーケンス解析から見えてきたこと」
東京大学グローバル COE プログラム「ゲノム情報ビッグバンから読み解く生命圏」

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NGRC ニュース No. 4
2012 年 10 月 1 日‑10 月 2 日
2nd Annual Next Generation Sequencing Asia Congress（Singapore）
Shiwa Y, Fukushima-Tanaka S, Kasahara K, Horiuchi T, Yoshikawa H.
“Whole-Genome Profiling of a Novel Mutagenesis Technique Using Proofreading-Deficient DNA
Polymerase δ.”2012 年 9 月 15‑17 日
第 76 回日本植物学会 （姫路）兼崎友，吉川博文

細胞外多糖生産性ラン藻のゲノム情報
シンポジウム「ラン藻の作る細胞外多糖：生理的機能，ゲノムからのアプローチ，物性と応用の可能性まで」 オーガナイザー
2012 年 9 月 14‑17 日
日本鳥学会 2012 年度大会 （東京）Round Table Discussions “New technology and regional topics for avian phylogeny”
Kawahara-Miki R“Genomic sequence and analysis of Japanese quail.”2012 年 9 月 4‑6 日
酵母遺伝学フォーラム第 45 回研究報告会 （京都）
岩間

亮，小林

哲，志波

優，吉川博文，堀内裕之，福田良一，太田明徳

における n-アルカンでの遺伝子発現変動とその制御
2012 年 8 月 30 日‑9 月 2 日
4th Congress of the Asia Pacific Initiative on Reproduction（Osaka, Japan）
Endo M, Kawahara-Miki R, Monji Y, Kuwayama T, Kono T, Iwata H.
“Eﬀect of estradiol on antrum formation, oocyte growth, and gene expression in

cultured bovine

early antral follicles.”2012 年 8 月 30 日‑9 月 1 日
グラム陽性菌ゲノム機能会議 （焼津）志波優，吉川博文次世代シーケンサーにおける微生物ゲノム変異解析の実例：どのような種類の変異が何個検出されるのか？
角美有紀，村上絢野，志波優，吉川博文，吉田健一

HTA426 の渡辺智，松本貴嗣，志波

変異株とそのサプレッサーの全ゲノム解析

優，板谷光泰，吉川博文

シアノバチルス 1 号のゲノム機能解析
山下悠美，横川朋美，川島秀嗣，田中（福島）早苗，松本貴嗣，吉川博文
枯草菌の胞子形成に関与するクエン酸回路因子の新規機能解析
矢野晃一，和田哲也，松本貴嗣，川口康弘，増田健太，関根里恵，難波恵理，鈴木祥太，田上和美，佐藤勉，吉川博文，河村富士夫
枯草菌

オペロンのコピー数効果の分子遺伝学的解析

2012 年 8 月 5‑10 日International Symposium of Phototrophic Prokaryotes 2012 (Porto, Portugal)
Kanesaki Y, Shiwa Y, Tajima N, Suzuki M, Watanabe S, Sato N, Ikeuchi M, Yoshikawa H.
“Whole-genome resequencing of

sp. PCC 6803 substrains”

Watanabe S, Ohbayashi R, Shiwa Y, Noda A, Kanesaki Y, Chibazakura T, Yoshikawa H.
“Light-dependent and asynchronous replication of cyanobacterial multi-copy chromosomes”
Ohbayashi R, Watanabe S, Kanesaki Y, Narikawa R, Chibazakura T, Ikeuchi M, Yoshikawa H.
“Regulation mechanism of DNA replication in cyanobacteria

31

PCC 7942”

NGRC ニュース No. 4
2012 年 8 月 3‑5 日
第 30 回日本植物細胞分子生物学会 （奈良）大石和彦，石原亨，渡辺智，吉川博文，若狭暁

カロテノイドを蓄積するイネ変異カルスの解析
大野貴紀，松田史生，柴田（八田）真理，吉瀬祐子，渡辺智，吉川博文，若狭暁

芳香族アミノ酸合成の新規制御系探索に向けたシアノバクテリア変異体の解析
2012 年 6 月 6‑9 日
The 12th Asian Conference on Transcription（ACT12）韓国
Watanabe S, Ohbayashi R, Shiwa Y, Noda A, Kanesaki Y, Chibazakura T, Yoshikawa H.
“Light-dependent and Asynchronous Replication of Cyanobacterial Multi-copy Chromosomes”
2012 年 6 月 5‑9 日
10th International Symposium on Avian Endocrinology,（Gifu , Japan）
Kawahara-Miki R, Sano S, Kuwayama T, Yoshimura T, Matsuda Y, Kono T.
“Genomic sequence and analysis of Japanese quail by using the chicken genome sequence as aframework.”
2012 年 5 月 26‑27 日
第 53 回日本哺乳動物卵子学会（大阪）岩田尚孝，川原玲香，後藤大也，竹尾駿，桑山岳人，門司恭典，河野友宏

ウシの加齢が卵子と初期胚のヒストンのアセチル化状態，遺伝子発現，そして体外発生能力に及ぼす影響遠藤美和，川原玲香，門司恭典，桑山岳人，河野友宏，岩田尚孝
加齢がウシ初期胞状卵胞に及ぼす影響2012 年 5 月 23‑25 日
第 2 回 NGS 現場の会 （大阪）津田薫，川原玲香，佐野賢，今井美咲，野口龍生，稲吉洋裕，河野友宏

次世代シーケンサーを用いた日本在来牛「見島牛」の全ゲノム解析と他系統には見られない非同義置換とその変異を持つ遺伝子の抽出
石毛太一郎，志波優

ゲノムセンターにおける大量サンプルプレップの経験から〜自動化と Mate-Pair 〜
松本貴嗣，吉川博文
枯草菌における転写開始点の網羅的な解析
川原玲香
次世代シーケンサーを用いたニホンウズラの新規ゲノム配列解読
兼崎
狭

友，志波

優，松本貴嗣，柴田真理，川原玲香，津田薫，今井美咲，石毛太一郎，佐野賢，若暁，河野友宏，矢嶋俊介，吉川博文
東京農業大学生物資源ゲノム解析センターの紹介●マスメディア
2012 年 3 月
マウスの精子と卵子の DNA メチル化全ゲノム解析の研究成果が，日本経済新聞に紹介されました．

●その他
川原玲香

巻頭言：遺伝資源としての日本在来牛．生物科学 63: 193 (2012)32

NGRC ニュース No. 4

NGRC ニュース No. 4

2013 年 1 月発行

学校法人東京農業大学 生物資源ゲノム解析センター〒 156‑8502
TEL

東京都世田谷区桜丘 1‑1‑103‑5477‑2769

FAX

E-mail nodaigc@nodai.ac.jp

03‑5477‑2377
URL http://www.nodai-genome.org

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