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#今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
生命の系統樹と
バクテリアドメインの多様性
普段は海洋細菌を
中⼼に
遺伝⼦解析や
新種探索しています
Twitter: @nkjmu
某博⼠課程3年
1.  今年⼀番好きな論⽂紹介
2.  論⽂のポイント・結果解説
3.  関連研究について
4.  まとめ
構成
http://www.adventar.org/calendars/1785
Twitter ハッシュタグ #今年読んだ⼀番好きな...
1.  今年⼀番好きな論⽂紹介
2.  論⽂のポイント・結果解説
3.  関連研究について
4.  まとめ
構成
紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
⽣命の樹の新展望
⽣命の樹の新展望
LETTERS・・・
まぁイントロあって、Fig. があって
Methodもあるからいいんちゃう?
紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
⽣命の樹の新展望
⽣命全体の系統樹
紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
系統樹・・・?
⽣命の樹の新展望
⽣命全体の系統樹:
各々の⽣物がどのような類縁関係に
あるのかを線として描く。
(近縁・遠縁関係がわかる)
紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
⽣命の樹の新展望
⽣命全体の系統樹:
各々の⽣物がどのような類縁関係に
あるのかを線として描く。
(近縁・遠縁関係がわかる)
紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
1.  今年⼀番好きな論⽂紹介
2.  論⽂のポイント・結果解説
3.  関連研究について
4.  まとめ
構成
1.  最新にして最⼤のTree of lifeの1つ
(環境中から同定された細菌のゲノムを1000個
以上新たに使⽤)
論⽂のポイント
1.  最新にして最⼤のTree of lifeの1つ
(環境中から同定された細菌のゲノムを1000個
以上新たに使⽤)
2.  その細菌群集はコロラドの地下⽔の
メタゲノム解析で明らかに
論⽂のポイント
論⽂のポイント
ある環境中に存在する全ての遺伝⼦を検出
→どんな細菌がいるか/どんな遺伝⼦を持つ
かがマルッとわかる
1.  最新にして最⼤のTree of lifeの1つ
(環境中から同定された細菌のゲノムを1000個
以上新たに使⽤)
2....
結果
The tree of life! バクテリア
アーキア
真核⽣物
Nature Microbiology1,
Article number: 16048 (2016)
Fig. 1 より
The tree of life! バクテリア
アーキア
真核⽣物
Nature Microbiology1,
Article number: 16048 (2016)
Fig. 1 より
The tree of life! バクテリア
アーキア
カビ・キノコ
動物
植物etc
Ex)⼤腸菌
Ex)カンピロバクター
Ex)ラン藻
Ex)納⾖菌
Ex)ビフィズス菌
Ex)マイコプラズマ
真核⽣物
Nature Microbiolog...
The tree of life! バクテリア
アーキア
カビ・キノコ
動物
植物etc
Ex)⼤腸菌
Ex)カンピロバクター
Ex)ラン藻
Ex)納⾖菌
Ex)ビフィズス菌
Ex)マイコプラズマ
真核⽣物
培養に成功して
いないがメタゲノム
...
The tree of life! バクテリア
アーキア
真核⽣物
培養に成功して
いないがメタゲノム
などで⾒つかって
いるグループ
CPR*
*:
Candidate
Phyla
Radiation
Nature Microbiology1...
CPRがやばい
1.  最新にして最⼤のTree of lifeの1つ
(環境中から同定された細菌のゲノムを
1000個以上新たに使⽤)
2.  その細菌群集はコロラドの地下⽔の
メタゲノム解析で明らかに
3.  前年⾒つかった、CPR群集を⼊れた
系統樹
論...
1.  今年⼀番好きな論⽂紹介
2.  論⽂のポイント・結果解説
3.  関連研究について
4.  まとめ
構成
CPRの発⾒
コロラドの地下⽔をメタゲノム解析したら
めっっっっっちゃ多様で変な奴らを発⾒
ミソは?
CPRの発⾒
0.2μmフィルターを通過した細菌
CPRの発⾒
0.2μmフィルターを通過した細菌
下限サイズと思われてきた
(死にかけや栄養状態が悪い個体などを除く)
→滅菌フィルターなどで⽤いられるサイズ
CPRの⾯⽩いところ
1.  細胞サイズ以外にゲノムも⼩さい
平均75万塩基対※
2.  リボソームにイントロンが存在
従来のユニバーサルプライマーが   
結合しないものがCPR全体の半分前後
3.  0.2μm以下の画分では全体の6割以上
...
界: 動物界
⾨: 脊索動物・節⾜動物・刺胞動物・軟体動物・・
綱: 哺乳綱・⿃網・爬⾍綱・両⽣網・⿂網・・・
⽬: 霊⻑⽬・⻑⿐⽬・奇蹄⽬・⾷⾁⽬・・・
科: ヒト科・キツネザル科・アイアイ科・・・
属: ヒト属
種: ヒト (Homo sa...
その他のポイント
どこからこの15%が?
その他のポイント
データベース上のSSU rRNAを特定の相同性毎に括り、
何種・属・・・⾨相当がありそうかを⾒積もった
Yarza et al., 2014 Box1より
データベース上のSSU rRNAを特定の相同性毎に括り、
何種・属・・・⾨相当がありそうかを⾒積もった
その他のポイント
「⾨」
1500以上?
Yarza et al., 2014 Box1より
その他のポイント
•  バクテリアには⾨は1500以上・・・?
SSU rRNA(種同定の⽬安となる遺伝⼦の⼀部)の相同性75%
同⼠で1つの⾨とした場合
•  この研究で決定したゲノム以外にも、CPR
全体では250以上の⾨で構成されている ...
改めて⾒ると バクテリア
アーキア
真核⽣物
改めて⾒ると バクテリアがいかに広いか
アーキアもっとないの?
真核⽣物同⼠が
こんなに近い範囲に
CPRやばい
注⽬されつつある
0.2μm以下の
“ultra-small
bacteria/archaea”
Ultra-smallでの
近年の発⾒(新分類)
The tree of life! バクテリア
* (Nakai et al., 2014)
Oligoflexia綱*
(当時ゲノム情報がなく
ここには⼊っていない)
この辺に位置する
The tree of life! バクテリア
Elusimicrobia⾨*
* (Geissinger et al., 2009)
The tree of life!
アーキア
The tree of life!
アーキア
DPANN系統
(すべて未培養なので暫定)
The tree of life!
アーキア
Aenigmarchaeota⾨*3
Diapherotrites⾨*1
Parvarchaeota⾨*2
Nanoarchaeota⾨*4 Nanohaloarchaeota⾨*5
*1 (Rin...
ちなみに
The tree of life
別verも
論⽂中に
バクテリア
アーキア
真核⽣物
CPR
Nature Microbiology1,
Article number: 16048 (2016)
Fig. 2 より
さらに
Supplementary figure 1は
詳細ver 1種1種何の
配列か
⾒られる
各⾊は、
Fig.1, 2
と対応。
⾨・綱などで
⾊分け
Nature Microbiology1,
Article number: 16048 (2...
Supplementary Figure 2は
SSU rRNAで描いた系統樹
Fig. 1, 2は
リボソームタンパク質の
配列を使って描いたもの。
こちらはSSU rRNA
両者の形はちゃんと維持
されているようである
Nature Mic...
⾒てるだけじゃつまらん!
という⽅に
データセットあります
http://www.nature.com/articles/nmicrobiol201648 より
1.  今年⼀番好きな論⽂紹介
2.  論⽂のポイント・結果解説
3.  関連研究について
4.  まとめ
構成
まとめ+個⼈的な感想
・2015年に新しく⾒つかったCPR群集の
データも交えた巨⼤な系統樹を作成
・これまで知られていた以上に(特に)バクテリア
ドメインは多様なグループではないか
・0.2μmフィルター通過のultra-smallな菌たちは...
まとめ+個⼈的な感想
・2015年に新しく⾒つかったCPR群集の
データも交えた巨⼤な系統樹を作成
・これまで知られていた以上に(特に)バクテリア
ドメインは多様なグループではないか
・0.2μmフィルター通過のultra-smallな菌たちは...
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2016一番好きな論文アドベントカレンダー

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一番好きな論文2016アドベントカレンダーコンテスト用スライド

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2016一番好きな論文アドベントカレンダー

  1. 1. #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016 生命の系統樹と バクテリアドメインの多様性 普段は海洋細菌を 中⼼に 遺伝⼦解析や 新種探索しています Twitter: @nkjmu 某博⼠課程3年
  2. 2. 1.  今年⼀番好きな論⽂紹介 2.  論⽂のポイント・結果解説 3.  関連研究について 4.  まとめ 構成 http://www.adventar.org/calendars/1785 Twitter ハッシュタグ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
  3. 3. 1.  今年⼀番好きな論⽂紹介 2.  論⽂のポイント・結果解説 3.  関連研究について 4.  まとめ 構成
  4. 4. 紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016 ⽣命の樹の新展望
  5. 5. ⽣命の樹の新展望 LETTERS・・・ まぁイントロあって、Fig. があって Methodもあるからいいんちゃう? 紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
  6. 6. ⽣命の樹の新展望 ⽣命全体の系統樹 紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
  7. 7. 系統樹・・・?
  8. 8. ⽣命の樹の新展望 ⽣命全体の系統樹: 各々の⽣物がどのような類縁関係に あるのかを線として描く。 (近縁・遠縁関係がわかる) 紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
  9. 9. ⽣命の樹の新展望 ⽣命全体の系統樹: 各々の⽣物がどのような類縁関係に あるのかを線として描く。 (近縁・遠縁関係がわかる) 紹介する論⽂ #今年読んだ⼀番好きな論⽂2016
  10. 10. 1.  今年⼀番好きな論⽂紹介 2.  論⽂のポイント・結果解説 3.  関連研究について 4.  まとめ 構成
  11. 11. 1.  最新にして最⼤のTree of lifeの1つ (環境中から同定された細菌のゲノムを1000個 以上新たに使⽤) 論⽂のポイント
  12. 12. 1.  最新にして最⼤のTree of lifeの1つ (環境中から同定された細菌のゲノムを1000個 以上新たに使⽤) 2.  その細菌群集はコロラドの地下⽔の メタゲノム解析で明らかに 論⽂のポイント
  13. 13. 論⽂のポイント ある環境中に存在する全ての遺伝⼦を検出 →どんな細菌がいるか/どんな遺伝⼦を持つ かがマルッとわかる 1.  最新にして最⼤のTree of lifeの1つ (環境中から同定された細菌のゲノムを1000個 以上新たに使⽤) 2.  その細菌群集はコロラドの地下⽔の メタゲノム解析で明らかに
  14. 14. 結果
  15. 15. The tree of life! バクテリア アーキア 真核⽣物 Nature Microbiology1, Article number: 16048 (2016) Fig. 1 より
  16. 16. The tree of life! バクテリア アーキア 真核⽣物 Nature Microbiology1, Article number: 16048 (2016) Fig. 1 より
  17. 17. The tree of life! バクテリア アーキア カビ・キノコ 動物 植物etc Ex)⼤腸菌 Ex)カンピロバクター Ex)ラン藻 Ex)納⾖菌 Ex)ビフィズス菌 Ex)マイコプラズマ 真核⽣物 Nature Microbiology1, Article number: 16048 (2016) Fig. 1 より
  18. 18. The tree of life! バクテリア アーキア カビ・キノコ 動物 植物etc Ex)⼤腸菌 Ex)カンピロバクター Ex)ラン藻 Ex)納⾖菌 Ex)ビフィズス菌 Ex)マイコプラズマ 真核⽣物 培養に成功して いないがメタゲノム などで⾒つかって いるグループ Nature Microbiology1, Article number: 16048 (2016) Fig. 1 より
  19. 19. The tree of life! バクテリア アーキア 真核⽣物 培養に成功して いないがメタゲノム などで⾒つかって いるグループ CPR* *: Candidate Phyla Radiation Nature Microbiology1, Article number: 16048 (2016) Fig. 1 より
  20. 20. CPRがやばい
  21. 21. 1.  最新にして最⼤のTree of lifeの1つ (環境中から同定された細菌のゲノムを 1000個以上新たに使⽤) 2.  その細菌群集はコロラドの地下⽔の メタゲノム解析で明らかに 3.  前年⾒つかった、CPR群集を⼊れた 系統樹 論⽂のポイント
  22. 22. 1.  今年⼀番好きな論⽂紹介 2.  論⽂のポイント・結果解説 3.  関連研究について 4.  まとめ 構成
  23. 23. CPRの発⾒ コロラドの地下⽔をメタゲノム解析したら めっっっっっちゃ多様で変な奴らを発⾒ ミソは?
  24. 24. CPRの発⾒ 0.2μmフィルターを通過した細菌
  25. 25. CPRの発⾒ 0.2μmフィルターを通過した細菌 下限サイズと思われてきた (死にかけや栄養状態が悪い個体などを除く) →滅菌フィルターなどで⽤いられるサイズ
  26. 26. CPRの⾯⽩いところ 1.  細胞サイズ以外にゲノムも⼩さい 平均75万塩基対※ 2.  リボソームにイントロンが存在 従来のユニバーサルプライマーが    結合しないものがCPR全体の半分前後 3.  0.2μm以下の画分では全体の6割以上 0.2μm以上の画分では1〜5割 4.  代謝機能などに関わる遺伝⼦を多く⽋損 * ヒト:30億塩基対  ⼤腸菌:460万塩基対 nkjmの対象細菌(海洋性):292万塩基対 nkjmの対象細菌(0.2μm以下の菌):160万塩基対
  27. 27. 界: 動物界 ⾨: 脊索動物・節⾜動物・刺胞動物・軟体動物・・ 綱: 哺乳綱・⿃網・爬⾍綱・両⽣網・⿂網・・・ ⽬: 霊⻑⽬・⻑⿐⽬・奇蹄⽬・⾷⾁⽬・・・ 科: ヒト科・キツネザル科・アイアイ科・・・ 属: ヒト属 種: ヒト (Homo sapiens) 1.  CPRに属する8個のcomplete genome、   789個のdraft genomeを決定!      (それらが最新のtree of lifeに使われている) 2.  それらは35以上の「⾨」に分かれそう        既知の⾨は、動物で30数個、細菌で29個 その他のポイント
  28. 28. その他のポイント どこからこの15%が?
  29. 29. その他のポイント データベース上のSSU rRNAを特定の相同性毎に括り、 何種・属・・・⾨相当がありそうかを⾒積もった Yarza et al., 2014 Box1より
  30. 30. データベース上のSSU rRNAを特定の相同性毎に括り、 何種・属・・・⾨相当がありそうかを⾒積もった その他のポイント 「⾨」 1500以上? Yarza et al., 2014 Box1より
  31. 31. その他のポイント •  バクテリアには⾨は1500以上・・・? SSU rRNA(種同定の⽬安となる遺伝⼦の⼀部)の相同性75% 同⼠で1つの⾨とした場合 •  この研究で決定したゲノム以外にも、CPR 全体では250以上の⾨で構成されている  かもしれない ∴250/1500=16.7%
  32. 32. 改めて⾒ると バクテリア アーキア 真核⽣物
  33. 33. 改めて⾒ると バクテリアがいかに広いか アーキアもっとないの? 真核⽣物同⼠が こんなに近い範囲に CPRやばい
  34. 34. 注⽬されつつある 0.2μm以下の “ultra-small bacteria/archaea”
  35. 35. Ultra-smallでの 近年の発⾒(新分類)
  36. 36. The tree of life! バクテリア * (Nakai et al., 2014) Oligoflexia綱* (当時ゲノム情報がなく ここには⼊っていない) この辺に位置する
  37. 37. The tree of life! バクテリア Elusimicrobia⾨* * (Geissinger et al., 2009)
  38. 38. The tree of life! アーキア
  39. 39. The tree of life! アーキア DPANN系統 (すべて未培養なので暫定)
  40. 40. The tree of life! アーキア Aenigmarchaeota⾨*3 Diapherotrites⾨*1 Parvarchaeota⾨*2 Nanoarchaeota⾨*4 Nanohaloarchaeota⾨*5 *1 (Rinke et al., 2013) *2(Baker et al., 2006) *3(Rinke et al., 2013) *4 (Huber et al., 2002) *5 (Ghai et al., 2011)
  41. 41. ちなみに
  42. 42. The tree of life 別verも 論⽂中に バクテリア アーキア 真核⽣物 CPR Nature Microbiology1, Article number: 16048 (2016) Fig. 2 より
  43. 43. さらに
  44. 44. Supplementary figure 1は 詳細ver 1種1種何の 配列か ⾒られる 各⾊は、 Fig.1, 2 と対応。 ⾨・綱などで ⾊分け Nature Microbiology1, Article number: 16048 (2016) Fig. S1 より⼀部抜粋
  45. 45. Supplementary Figure 2は SSU rRNAで描いた系統樹 Fig. 1, 2は リボソームタンパク質の 配列を使って描いたもの。 こちらはSSU rRNA 両者の形はちゃんと維持 されているようである Nature Microbiology1, Article number: 16048 (2016) Fig. S2 より⼀部抜粋
  46. 46. ⾒てるだけじゃつまらん! という⽅に
  47. 47. データセットあります http://www.nature.com/articles/nmicrobiol201648 より
  48. 48. 1.  今年⼀番好きな論⽂紹介 2.  論⽂のポイント・結果解説 3.  関連研究について 4.  まとめ 構成
  49. 49. まとめ+個⼈的な感想 ・2015年に新しく⾒つかったCPR群集の データも交えた巨⼤な系統樹を作成 ・これまで知られていた以上に(特に)バクテリア ドメインは多様なグループではないか ・0.2μmフィルター通過のultra-smallな菌たちは ⾮常に新規な分類群が眠っている!
  50. 50. まとめ+個⼈的な感想 ・2015年に新しく⾒つかったCPR群集の データも交えた巨⼤な系統樹を作成 ・これまで知られていた以上に(特に)バクテリア ドメインは多様なグループではないか ・0.2μmフィルター通過のultra-smallな菌たちは ⾮常に新規な分類群が眠っている! ⼤切なものは ⽬に⾒えないんだよ by 星の王⼦さま

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