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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
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.  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
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 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
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
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
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
論⽂のポイント
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
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
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
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 
かもしれない
∴250/1500=16.7%
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 (Rinke et al., 2013)
*2(Baker et al., 2006)
*3(Rinke et al., 2013)
*4 (Huber et al., 2002)
*5 (Ghai et al., 2011)
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 (2016)
Fig. S1 より⼀部抜粋
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
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
⾮常に新規な分類群が眠っている!
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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