以下の内容は、上記の原著論文に基づく研究概要です。

食品製造に使用される細菌のゲノム解析のための高効率パイプライン

美味しい発酵食品を安定的につくるためには、製造に使用する「菌」の性質を正確に理解することが不可欠です。本研究では、細菌の集団全体の遺伝子を解析する「パンゲノム解析」の手法を用い、特定の機能を持つ菌株を効率的に識別・管理するための強力な解析パイプラインを確立しました。

研究の背景と成果

本研究の概要および研究の経緯については、以下のリンクをご参照ください。

• プレスリリース：日本の「納豆菌」とインドの伝統食「ベカン」の菌は、 他人なのに“そっくり”だった！？ 〜ゲノム解析が解き明かす、アジアの発酵食文化と細菌の不思議な進化〜
• 研究の経緯：The Global "Natto" Connection: How a Bowl of Beans in Myanmar Sparked a Genomic Discovery（Springer Nature Research Communities）

今回の研究では、インドの伝統食品「bekang（ベカン）」から分離された菌株が、系統学的には日本の納豆菌とは離れているにもかかわらず、機能に直結する「アクセサリー遺伝子」のセットを共通して持っているという「ゲノムのパラドックス」を明らかにしました 。これは、機能単位の遺伝子モジュールが水平伝播や選択的保持によって、異なる菌株間で共有されている可能性を強く示唆しています。

現場で役立つ解析パイプラインの特長

食品製造の現場において、使用している菌株の性質が突如変化してしまうことは大きな課題です。本パイプラインは、そのような変化の原因を遺伝子レベルで素早く特定することに長けています。

• 挿入欠失（Indel）の効率的究明： 菌株間のわずかな塩基配列の挿入や欠失を比較し、それがどの機能に影響しているかを迅速に検出できます。
• トランスポゾンの影響解析： ゲノム上を移動するトランスポゾンの挿入位置を確認することで、菌株の進化や変異のプロセスを詳細に追跡可能です。
• 遺伝子重複・短縮の可視化： 代謝に重要な遺伝子のコピー数や断片化の状態を正確に把握し、菌のパフォーマンスを予測できます。

今後の展開と共同研究への期待

本研究で開発した「細菌ゲノム解析のパイプライン」は、さまざまな食品製造用細菌に応用が可能です。

• 菌の選抜とブランディング： より美味しく、付加価値の高い発酵食品をつくるために、優れた性質を持つ菌株を遺伝子レベルで正確に選抜・特定できます。
• 高度な品質管理： 工場の現場で菌の性質が変化した際、それが単なる変異なのか、あるいは外部からの混入なのかを正確に診断・管理する技術として期待されます。

まとめ

細菌の進化は、私たちが想像する以上にダイナミックで複雑です 。本研究が提示した高効率な解析パイプラインは、学術的な発見だけでなく、実社会の「食」の安全と美味しさを支える強力なインフラとなる可能性を秘めています。