BioResource Now ! Vol.10 No.11

BioResource Now !
Issue Number 10 November 2014

国内外のバイオリソースを巡る様々な問題や取り組みについて、毎月ホットな話題をこのニュースレターで紹介していきます。
リソースセンター紹介
No.54

漆原秀子 （筑波大学生命環境系）

細胞性粘菌研究とリソース事業の変遷

じょうほう通信：
No.92

Bio-Linux で出来ること

今月のデータベース

JMSR (Japan Mouse/Rat Strain Resources Database)P1 - 2
P2
P2

NewsLetter に掲載されているあらゆる内容の無断転載・複製を禁じます。すべての内容は日本の著作権法、及び国際条約により保護されています。
ニュースレターのダウンロード先
URL: www.shigen.nig.ac.jp/shigen/news/

リソースセンター紹介〈NO.54〉

細胞性粘菌研究とリソース事業の変遷
はじめに医生物学分野のモデル生物として知られている細胞性粘菌は、野外では土壌中に棲息し、バクテリア等の微生物を捕食して分裂増殖する、アメーバ様の真核微生物です。最大の特徴は周囲の餌を食べつくして飢餓状態になると集合して多細胞の「子実体」を形成することで、胞子とその塊を支える柄細胞との役割分担が見られることから、「社会性アメーバ」とも呼ばれています。
細胞性粘菌のリソース事業が、ナショナルバイオリソース（NBRP）として実施されるようになったのは、NBRP
第２期開始まもなくの 2007 年８月でしたから、2014 年も終わりに近づいている現在は８年目ということになります。前回のニュースレター（2008 年）
でリソース事業のあらましを紹介しましたが、その後 NBRP 細胞性粘菌をとりまく状況に、さまざまな変化がありました。今回は、研究の話題とリソース事業内容の変遷についていくつかご紹介します。

細胞性粘菌を用いた研究のさらなる多様化
細胞性粘菌は培養が安価にして簡単であり、種々の生化学的・分子生物学的手法が容易に適用できることから、基礎と応用のさまざまな科学分野で利用されています。近年、進展目覚ましいバイオイメージングと１分子計測を組み合わせたシグナル伝達や１細胞内転写解析の研究等、先端技術による成果も素晴らしいのですが、一方で、細胞性粘菌そのものの観察からも興味深い事実が報告されています。例として、胞子が餌のバクテリアを食べきらずに一部を「携行」し、新しい場所に移って発芽する前に増殖させるという「ファーミング」と名付けられた現象の発見があげられます。この現象は細胞性粘菌のすぐれた生存戦術として非常に興味深いだけでなく、たとえば圃場でのバクテリア・細胞性粘菌・植物間相互作用への利用等、農学的研究への展開も可能でしょう。
また、正常な集合体を形成できないある走化性不能変異体は、適度な密度で集まると集団として一方向に波のように移動し、しかもその波は衝突すると相互にすり抜けていくという、物理学で知られているソリトン波の性質を示すことがわかりました（図１）。この「生物ソリトン」は生物学と物理学の境界領域で関心を持たれており、従来と全く異なる細胞性粘菌研究の新たな展開が期待されています。

図１．
「生物ソリトン」とされた細胞性粘菌の波。
黄色と黒の矢印で示した波が左右から接近・交差している。
（写真提供は桑山秀一博士）

新規ユーザーによる利用では、ちょうど大腸菌が遺伝子クローニングの宿主として利用されるように、細胞性粘菌を作業プラットフォームや評価のための実験系として使用する、新しい研究もあります。たとえば、新規蛍光タンパク質の開発過程で当該タンパク質の細胞内挙動や安定性、発色を細胞性粘菌で発現させて調べる研究、集合期の細胞がサイクリック AMP に高感度に反応する性質を利用して、光応答性タンパク質の評価に細胞性粘菌を用いる研究などです。細胞性粘菌を利用した研究のすそ野の広がりを目指している
NBRP 細胞性粘菌では、主として新規ユーザーを対象としたトレーニングコースを、2011 年から毎年実施しています が、そ の 成 果 が 出 始めているようです。

漆原秀子

筑波大学生命環境系 教授

技術進歩と NBRP 実績の皮肉な関係

次世代シークエンサーの普及により、標準種の Dictyostelium discoideum に加えて、今や４種の細胞性粘菌ゲノム配列が公開されています。このようなゲノム情報整備や分子生物学的技術の発展は歓迎すべきものなのですが、リソース事業にとっては皮肉なことに、結果として遺伝子クローンの提供は減少してしまいました。2010 年にスタートした課金制度はこの傾向に拍車をかけた形で、当初提供先のほとんどを占めていた海外からのリクエストが、現在では激減しています。NBRP 細胞性粘菌に５年先行してサービスを開始した
アメリカに拠点のあるストックセン
ターでは無償なのです…。しかし、このような局面でこそリソース整備事業のあるべき形が問われていると考えられます。現在 NBRP 細胞性粘菌では、今後ニーズの高まるリソースとして、さまざまな発現ベクター（図２）と研究の幅を広げ、かつ有用物質の宝庫とも位置付けられる野生株（図３）の収集を強化しています。
次ページへ続く

図２．増殖期での遺伝子発現を誘導する V18
プロモーターを使用したベクター pTMV18（G90126 ）。細胞性粘菌の発現ベクターの多くは、発生期の遺伝子発現に適している。

abc

図３．細胞性粘菌の野生株。
a: Polysphondylium tenuissimum, b: Polysphondyliumviolaceum, c: Dictyostelium polycephalum

BioResource Now ! Vol.10 No.11

震災と新体制最後になりましたが、この間の最も大きな出来事は 2011 年３月 11 日の東日本大震災でした。代表・分担機関（産総研）ともに、同じつくば市であったために相互のバックアップもむなしく、液体窒素での保存も凍結乾燥胞子のストックも保有されていなかった、数十の株を失ってしまいました。その後の分担機関の努力によって、それらのほとんどを再収集・再作製することができを充実、リソース管理マニュアルを整備しました。
震災から３年半以上が経過し、当時の悲惨な状況を思い出すことも少なくなりま した が、たとえ日 常 的 に 意 識に上らなくてもリソースは大丈夫なように、事業従事者一同 で 万 全 を 期しています。■

ましたが、時間やパワーの損失は甚大な も の で し た。こ の 事 故 を 教 訓 に、我々はリソースの保存体制を根本から見 直 し、現 在 は 関 西に も分 担 機 関（理研 QBIC）を設置してバックアップとストックの更新を行っています。
自家発電装置も大学経費により設置しました。また、フリーザー、液体窒素、凍結乾燥胞子と３通りある細胞性粘菌の保存方法のうち、可能なすべての方法で保存することを目標に、各株の保存状態とバックアップのデータベース

じょうほう通信 [ 第 92 回 ]Bio-Linux で出来ること

10 分

前回は、Windows マシンに Bio-Linux の仮想環境を構築する手順を説明しました。今回は、Bio-Linux にあらかじめインストールされている、配列の解析を行うソフトウェアについてご紹介します。
1. 用意されているコマンド
相同性検索や系統樹の作成など、多くの事ができます。250 以上のソフトウェアが標準搭載されており、その一覧は後述の「Bio-Linux Documentation」から確認することができます。
2. 端末（Terminal）を実行する
今回ご紹介するツールは、端末上から、コマンドを打ち込んで実行します。
端末は、画面左のアイコン（図 1-①）をクリックすることで実行することができます。

図１. アプリケーションバー

3. 配列を編集する
EMBOSS パッケージに含まれる revseq（配列を相補にする）、extractseq（領域で抽出する）や maskseq（指定領域をマスクする）などが使用でき、配列情報を編集することができます。
詳しい使用方法は、後述の「Bio-Linux Documentation」からご覧ください。

4.BLAST をタブ区切りファイルで出力する
誰もが知っている、塩基配列の相同性検索を行うツールです。コマンドライン
では様々な出力形式に変更することができます。以下は核酸の例です。
①データベースのフォーマット
検索対象にしたい配列（データベース）の FASTA 形式のファイルを用意します。
端末から以下コマンドを入力し、Enter キーを押します。
makeblastdb –in FASTA ファイル –out データベース名 –dbtype nucl
② blastn の実行
検索したい配列（クエリ）のファイル（FASTA 形式）を用意します。
端末から以下のコマンドを入力し、Enter キーを押します。
blastn –db データベース名 –query クエリファイル –outfmt 7 –out 出力ファイル
実行結果が出力ファイルに書き込まれます。タブ区切り出力ファイルは、
Bio-Linux に含まれている LibreOﬃce Calc （図 1-②： Excel 相当）などの表計算ソフトで開くと、非常に見やすくなります（図２）。

2

図 2．blastn の実行結果
1

5. アライメントから系統樹を作成する
非常に長い歴史を持つマルチプルアライメントソフトウェアです。
①clustalw の実行
アライメントを実行したい配列の Multi-FASTA 形式のファイルを用意します。
端末から以下のコマンドを入力し、Enter キーを押します。
clustalw –INFILE= 入力ファイル –OUTFILE= 出力ファイル
実行結果が出力ファイルに書き込まれます（図３）。
② 系統樹作成用ファイルの出力

Phylogenetic tree ﬁle created: [test.ph] のように表示されます。
この場合「test.ph」という名前のファイルが出力されています。
③ 系統樹の描写
端末から以下のコマンドを入力し、Enter キーを押します。
treeview test.ph（5.2 で出力されたファイル）
新しいウインドウに系統樹が描写されます（図４）。
図 4．treeview の実行結果

Bio-Linux にはこの他にも様々なツールが用意されています。デスクトップにあ る「Bio-Linux Documentation」を ダ ブ ル ク リ ッ ク し、そ の 中 に あ る「Bioinformatics Docs」をダブルクリックすると、ツールの一覧や説明を閲覧することができます。研究の手助けとなるようなツールも多いので、ぜひお試しください。
（前田 隼輔）Contact Address

今月のデータベース

JMSR (Japan Mouse/Rat Strain Resources Database)・系統数：9,301件(2014年11月現在)

図 3．clustalw の実行結果

端末から以下のコマンドを入力し、Enter キーを押します。
clustalw –INFILE= 入力ファイル –tree

DB名：JMSR (Japan Mouse/Rat Strain Resources Database)
URL ： http://www.shigen.nig.ac.jp/mouse/jmsr/
言 語：日本語 英語
オリジナルのコンテンツ：
・日本国内の入手可能なマウス・ラットリソースのポータルサイト。
オリジナルのコンテンツはない。
特徴：・国内の入手可能なマウス・ラットリソースのほぼすべてを対象として検索することができ、そのまま提供元の機関にアクセスして注文することができる。
・系統分類名、ストックタイプ、疾患モデル名等で検索できる。
・データは各機関の協力によりタイムリーに更新している。
連携DB：NIG(国立遺伝学研究所)、CARD(熊本大学)、KYOTO RAT(京都大学)、BRC(理化学研究所 バイオリソースセンター)、CRLJ（日本チャールス・リバー株式会社)、NIBIO.JCRB（医薬基盤研究所)、JCL(日本クレア株式会社)、TG Resource Bank(株式会社トランスジェニック)、SLC(日本エスエルシー株式会社)、OBS(株式会社オリエンタルバイオサービス)
DB構築グループ：マウス遺伝資源小委員会、遺伝研生物遺伝資源センター
運用機関：国立遺伝学研究所 生物遺伝資源センター
DB公開開始年：2001年
DB最終更新年：2014年

現役開発者のコメント：マウス・ラットは研究用バイオリソースの中でも特に利用者の多い生物種であり、国内にも複数のリソース提供機関が存在します。JMSRは、第2回マウス遺伝資源小委員会の議論を経て、国内のマウス・ラットリソースを一括検索できるサイトとして2001年に構築・公開されました。
これはIMSR(International Mouse Strain Resources)の国内版と言えるものです。公開当初参加機関は４機関でしたが、今では１０機関に増え、全機関を網羅するに至っています。データ更新回数は２００回を超え、系統総数はおよそ１万件、15年近く安定的に運用してきましたが、現在サイトのリニューアルと検索機能の拡充を計画しています。マウス・ラットのリソースをお探しの時はぜひJMSRで！

連絡先 〒411-8540 静岡県三島市谷田 1111
国立遺伝学研究所 生物遺伝資源センター
TEL 055-981-6885 ( 山崎 )E-mail：brnews@shigen.info
Editor's Note
細 胞 性 粘 菌 リ ソ ー ス に つ い て の 記 事 は 2 回 目（一 回 目 はVo.4-3) になりますが、研究の裾野が益々広がりをみせ、スーパーモデルリソースとしての地位を確立していることがよくわかります。「ファーミング」「ソリトン波」など今回も大変興味深い現象をご紹介いただき、生物学へのアプローチの新しい時代を感じることができました。要注目リソースですね。
(Y.Y.)

バイオリソース情報(NBRP) www.nbrp.jp/(SHIGEN) www.shigen.nig.ac.jp/indexja.htm(WGR) www.shigen.nig.ac.jp/wgr/(JGR) www.shigen.nig.ac.jp/wgr/jgr/jgrUrlList.jsp

BioResource Now !

Issue Number 10 November 2014