藻類の種を特定して研究する能力の向上

May 16, 2023

有害な藻類の発生は、水質と人間、野生動物、ペットの健康リスク管理に関して世界中で課題を引き起こしています。 オクラホマ大学 (OU) の研究者チームは、新しいゲノムベースの分類法を通じてミクロシスティスのブルームと毒素のより適切な管理に向けた取り組みを主導しています。

OU リージェンツの生物学教授 Dave Hambright と彼のプランクトン生態学および陸水学研究室のメンバーは、OU の微生物学教授 Lee Krumholz と協力して、ノースカロライナ大学、ジェームズ マディソン大学、オーバーン大学の教員とこのプロジェクトに協力しました。彼らの研究結果が発表されました科学の進歩で。

新しいゲノムベースの分類法の開発を通じて、研究者らは初めて、栄養素の必要量や季節性などミクロシスティスの生態的ニッチを特徴づけ、最終的には有害なミクロシスティスのブルームを制御することができるようになる。 研究チームは、研究者が水系に存在するミクロシスティス種を識別できるようにする遺伝子マーカーを開発しました。 研究者らは論文の中で、遺伝的に異なるが形態学的に現在定義されている種に対応しない、16の固有の種を特定し、その数は30種以上ある可能性が高いとしている。

「この新しいゲノムベースの分類法は、研究者が水域から有害なミクロシスティスブルームを除去するための科学に基づいた積極的な管理プログラムを策定するための基礎を築きます」とハンブライト氏は述べた。 「この藻類の種を特定して研究する私たちの能力の向上は、健康リスクを軽減し、ますます脆弱になっている水資源を管理し保護する能力に役立ちます。」

ミクロシスティスの生態と進化を理解することは、有害なミクロシスティスのブルームの予防と削減を目的とした湖と水質管理の基礎となります。 伝統的なミクロシスティス分類法（種への分類）では複数の種が認識されていますが、これらの分類は生態学的特徴ではなく形態学に基づいているため、議論の余地があります。 さらに、これらは、複雑で多様な生態を持つ 1 つの種を示唆する、標準的な DNA 配列に基づく分類とも矛盾します。

2020年に『Limnology & Oceanography』誌に発表されたOU生物学博士課程の学生、キャサリン・クックの研究に基づいて、このグループは、ミクロシスティスとそのマイクロバイオームは相補的に相互作用する細菌種の共進化コミュニティ（インタラクトーム）であり、それぞれが生物科学の成功に必要であると仮説を立てた。他人。 彼らの目標は、公開されている 122 の全ゲノムを使用して世界中のミクロシスティスの遺伝子構成を調べ、マイクロバイオーム細菌によって提供される可能性のある潜在的な代謝機能を予測することでした。 彼らの論文は、進化の関係を含む堅牢な分類学的分類の形でその目標の基礎を表しています。

この研究は国立科学財団から資金提供を受けました。 ハンブライト氏とクルムホルツ氏は主任研究者であり、共同研究者にはノースカロライナ大学のハンス・パール氏、ジェームズ・マディソン大学のモーガン・ステフェン氏、オーバーン大学のアラン・ウィルソン氏がいる。 この論文のバイオインフォマティクス分析の大部分は、OU の博士課程学生 Chris McLimans の協力を得て、OU 博士研究員の Haiyuan Cai によって行われました。 追加のデータ分析は、OU 研究助教授の Jessica Beyer によってサポートされました。

- このプレスリリースはオクラホマ大学から提供されました。