巨大ウイルスゲノムのアッセンブリ手法評価

概要

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
巨大ウイルスゲノムのアッセンブリ手法評価
Assessment of genome assembly methods for giant viruses
京都大学化学研究所化学生命科学研究領域

疋田弘之

研究成果概要
本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、昨年度に引き続
き、MinION シークエンサーを用いた巨大ウイルスのゲノムアッセンブリ手法の評価を行なった。
巨大ウイルスとは、その名が示す通り、ウイルスとして規格外に大きい二本鎖 DNA ウイルスで
ある。ゲノムサイズは最大 2.5 Mbp、粒子サイズは最大で 1.5 µm に及ぶ。近年、環境メタゲノム
解析から、巨大ウイルスの高い多様性、および環境中における遍在が明らかになってきた。一
方、メタゲノム解析では検出できないウイルスが培養実験によって単離できることも知られてい
る。すなわち、ウイルスの単離は依然、ウイルスの多様性を知る上で不可欠な手法である。こ
れまでに、自由生活性アメーバを環境サンプルと共培養することで、多様な巨大ウイルスが単
離されてきた。しかし、全ゲノムシークエンスにかかる時間と費用の負担から、ゲノムレベルの
解析が行われた単離株は一部にすぎない。そこで本研究では、他のシークエンス技術と比べ
て、安価で迅速なシークエンスが可能な MinION シークエンサーを用いて、巨大ウイルスの
単離株の全ゲノム解析を迅速に行うことを目指した。MinION は簡便なシークエンスが可能な
一方、その精度が他の手法に劣ることが知られている。そのため、精度の高い他のシークエン
ス技術と組み合わせて用いられることが多い。本研究ではこの点について、カバレッジを高め
ることで MinION シークエンスのみから高精度でゲノムをアッセンブルすることを試みた。その
結果、遺伝子組成の解析、およびウイルスの分類を行う上で十分なレベルのゲノムが MinION
シークエンスのみから得られることがわかった。さらに、環境中から共培養によって得られた新
規ウイルス株について、同様の手法で全ゲノム解析を行った。その結果、本研究で用いた手
法が新規ウイルス株の同定、およびそのゲノム解析に適用できることが示された。現在、これら
の内容について、論文化を進めている。 ...