海外学会探訪

GENOMES2008（Functional Genomics of Microorganism）に参加して

海外学会探訪 — Wed, 14 May 2008 22:24:41 +0900

GENOMES2008（Functional Genomics of Microorganism）に参加して

　2008年4月8日から11日までの間、フランス・パリのパスツール研究所にて開催されたGENOMES2008（Functional Genomics of Microorganism）に参加した。セッションは、Host-Microorganism Interactions（Pathogens（9）、Symbionts, Commensals（4））、Host Genomics and Vaccines（3）、New Technologies（4）、Functional Genomics（4）、Microbial Metagenomics（6）、Computational, Structral Genomics and Systems Biology（4）、Comparative Genomics and Evolution（6）に分かれていた（括弧内は発表数）。また、ポスター発表の数は163であり、参加者は全体で500名程度であった。
　今回の学会では、次世代シークエンサーを用いた新規あるいは近縁な微生物の全ゲノム配列の決定（nearest neighbor sequencing）や、それに基づく比較ゲノム解析、そして、代謝パスウェイの比較、そして、様々な環境におけるメタゲノム解析についての発表が目立っていた。
　同時に行われたスポンサーのCompany presentationsでは、Applied Biosystem (ABI)、COGENICS、Rocheからの発表があった。Applied Biosystem (ABI)は、SOLiDシステムにより大腸菌2株の全ゲノム配列を新たに決定し、K-12株との比較ゲノム解析を行っていた。フランスの企業COGENICSは、Roche 454を用いた全ゲノム配列の決定やメタゲノム配列の決定、BAC配列の決定などのシークエンシングからバイオインフォマティクスの解析までの幅広い解析を受託していた。実際に、幾つかの微生物について全ゲノム配列を新たに決定しており、その配列の精度はSNP解析が行える程の充分な精度であった。また、Rocheは、Roche 454を用いて微生物の全ゲノム配列を決定し、比較ゲノム解析を行っていた。今後、数多くの微生物の全ゲノム配列が次世代シークエンサーにより決定されることが予想されるため、比較ゲノム解析がますます容易に行われると思われる。
　Host-Microorganism Interactionsのセッションでは、病原性と遺伝子との関係を明らかにするために、株に特有な配列のシークエンシングを“subtractive hybridization”や次世代シークエンサーを用いて決定し、さらに比較ゲノム解析を行うことで、水平伝播を調べた研究の発表があった。今後、病原性に関与する遺伝子配列が数多く同定され、遺伝子配列と病原性の関係を明らかにしていくためには、バイオインフォマティクスによる遺伝子配列からの病原性遺伝子の同定が問題となっていた。
　Microbial Metagenomicsのセッションでは、メタゲノムの目標として、１）代謝パスウェイの理解、２）酵素活性の高い酵素の発見、３）遺伝子の総覧の作成、４）微生物の総覧の作成、を挙げた発表があった。フランス国立農業研究所（INRA）のD. Ehrlich氏は、ヨーロッパで立ち上げられたプロジェクトであるMetaHit（Metagenomics of the Human Intestinal Tract）についての発表を行った。MetaHitとは、腸内フローラにおける遺伝子と微生物の機能との関係を明らかにし、さらには、食品と我々の健康との関係を効率よく研究しようとするプロジェクトである。このプロジェクトの遂行のために、12のヨーロッパの研究機関や企業、中国の研究機関が参加し、EUはこのプロジェクトに対して、2,000万ユーロ（33億円）を投資していた。しかし、その発表では、実際の解析結果がまだ出ていないため、黒川氏が行ったヒト腸管内のメタゲノム解析結果を使ってMetaHitの流れを紹介していた。ワシントン大学ゲノムシークエンシングセンターのG. Weinstock氏は口腔内メタゲノムについての発表を行い、口腔内フローラは個人でも隣の歯の間でも異なっており、およそ1,000の異なる種の微生物が生息していると述べられていた。アメリカでは、口腔内の微生物間の相互作用の変化と健康状態の変化との関係を調べ、さらには、それらの変化のメカニズムを解明することを目的として、Human Microbiome Projectというプロジェクトが立ち上げられている。この研究を遂行するために、ワシントン大学のゲノムセンター、Baylor大学薬学部、Broad Institute、J. Craig Venter Institute、NIH Sequencing Centerが共同研究を行っていた。このように、メタゲノムの研究においては、多くの研究機関が共同で研究を進めていく必要性が述べられていた。具体的なメタゲノム解析としては、新規酵素を発見する研究も発表された。それらの研究の中では、シアノバクテリアのphotosystem II D1タンパク質（psbA）を海水中のメタゲノムデータから探索し、さらに、炭素循環サイクルにおける酵素群の発見がなされていた。また、ヒト腸管内から食物繊維を特異的に消化する新規酵素を見出すために、メタゲノムライブラリーを作製し、セルロース、ヘミセルロースといったポリサッカライドを加水分解することで、スクリーニングを高速に行うシステムも開発されていた。
　New Technologiesのセッションでは、グラム陽性細菌の全プロテオームを解明するために、細胞質内と細胞外に分泌されたタンパク質をゲル電気泳動を用いた従来のプロテオーム解析、そして、膜タンパク質や細胞表面のタンパク質をクロマトグラフィーを用いたプロテオーム解析の両方を組み合わせることで、細菌に感染した際に発現するタンパク質の同定を行っていた。また、Roche 454やIllumina 1Gを用いた新規な属や種の微生物ゲノム配列の決定やSNP解析、そして、近縁種とのゲノム比較による進化解析の発表もあり、今後、次世代シークエンサーを用いて様々な解析が行われていくことが期待される。

投稿者：平川英樹：九州大学大学院農学研究院・助教

『GENOMES 2008, Functional Genomics of Microorganisms (微生物機能ゲノム学会議)』Pasteur Institute, Paris, France. April 8-11, 2008

海外学会探訪 — Fri, 09 May 2008 06:12:35 +0900

『GENOMES 2008, Functional Genomics of Microorganisms (微生物機能ゲノム学会議)』Pasteur Institute, Paris, France. April 8-11, 2008

パリ市街15区、微生物研究のメッカと言われることもあるパスツール研究所にて開催された『GENOMES 2008, Functional Genomics of Microorganisms (微生物機能ゲノム学会議)』に出席する機会を得た。日本ではお花見気分の４月初旬、「今年のパリは暖冬だった」という噂を信じ薄着のまま出かけたが、夕刻に到着したシャルルドゴール空港ではなんと雪が降っていた。この雪と家路を急ぐ渋滞のためモンパルナスへのバスは通常の倍の時間を要した。10余年前の留学時代以来の知己が自宅へ招いてくれた。この突然の寒さと４月の雪は、パリジャンにとっても予想外だったようだ。翌日の昼にはどうにか積雪が消え、カーラジオから北京オリンピック参加の是非についての熱い論戦が聞こえる。しかし日中の気温は依然10℃にも及ばない。ベルサイユ・シャンティエ駅前で別れる折、友人は筆者の軽装を心配しカシミアのマフラーを貸してくれた。持つべきものは友である。
さて、GENOMES 2008は2000年にパスツール研究所にて開催されたGenomes 2000を皮切りに始まった国際会議シリーズに属す。Genomes 2004 (Hinxton, Cambridge, UK), Microbial Genomes 2007 (Hinxton, Cambridge, UK), ASM-TIGR Microbial Genome Conference (USA)と３度の外回りを経て８年目の里帰りである。今回参加者は総勢500人程度ということであったが、どうも常時会場にいた人数はそれよりも少なかった気がする。専門のセッションでは集中するが、その他は一寸息抜きというフランスらしいリラックス感が漂う。欧州勢（やはりフランス人が多い）の参加が大半を占めるなか、我国からの参加者は筆者を含めて奈良先端大の小笠原先生や九州大の久原先生など５人ほどだったと思う。４月は年度始まりで種々行事が多く出かけ難い時期である。
口頭発表はオーガナイザーが招聘したものが特別講演を含めても50件程度、参加者が自発的に申し込めるポスター発表は約170件を数えた。まず、目を引くのは病原菌に関する研究発表が多いことであった。ゲノム解析を基礎とすることで研究内容は質的にも量的にも厚みが増して興味深い遺伝子機能や調節機構が多数見出され、加えて比較ゲノム論的な考察も盛んになされていた。コーヒーブレイクでの一幕、「何故にこれほど徹底的に病原菌を研究するか」という筆者の問いかけに対して、「孫子曰く、敵を知り己を知れば百戦危うからず」というフランス語が返ってきた。まさか「兵法」を知っているとは恐れ入った。
いわゆるオミックス研究は視覚的に訴えるものが多く、圧巻はHecker教授（ドイツGreifswald）の黄色ブドウ球菌のプロテオーム解析の発表であった。元より彼は枯草菌のオミックス研究の第一人者として高名であるが、他の微生物が相手でも彼のノウハウを持ってすればアッという間にそのエキスパートに大変身である。その他、メタボローム解析においては、質量分析に酵素反応プラットフォームを組み合わせた新たな分析法の開発がScripps研究所のNorthen博士から紹介され大いに反響を呼んでいた。
勿論のこと、新世代DNAシーケンサーの登場は多くの研究者の関心事であり、本会議にも各メーカーのプレゼンテーションやブース展示が盛り込まれていた。シーケンス能力の革新の延長線上には、当然メタゲノム解析の新世界が描かれる。様々な環境への生物群の適応、宿主と共生者の共存関係樹立などを大量のシーケンスデータから理解しようという動きは顕在化するに留まらず今や実行可能な科学となった。フランス国立農業研究所（INRA）のEhrlich博士（筆者留学時のホスト）はヒト腸内微生物叢メタゲノム研究プロジェクトMetaHITについて発表した（http://www.international.inra.fr/press/metahit）。彼が主導するMetaHITは欧州第7期研究開発プログラム（FP7）の支援を受けてキックオフを迎えるところなので具体的な研究成果はまだ無いのだが、研究の先行事例として東大の服部先生らによる研究成果が大きく引用されていた。
帰国後、会議参加者が一同に会し八重桜の前でとった写真が届いたが、一生懸命に探さないと我々が何処にいるのかわからない。ふっと、科学立国ニッポンの国際プレゼンスは如何に？もはや東洋の一小国に過ぎないのか？と不安がよぎるのだ。中国も韓国も重点的にゲノム研究に投資して、インパクトのある研究成果と優秀な人材の輩出に躍起になっているようだ。ぼんやりしてはいられない。

投稿者：吉田健一：神戸大学大学院農学研究科・准教授）

『4th Conference on Functional Genomics of Gram-Positive Microorganisms(第4回グラム陽性菌機能ゲノム学会議)』Tirrenia, Pisa, Italy. June 24-28, 2007

海外学会探訪 — Tue, 17 Jul 2007 09:58:16 +0900

その昔ガリレオがランプの揺れ具合から「振り子の等時性」に気づいたという大聖堂や「落体の法則」の実験をした斜塔など、史跡で有名なイタリアはトスカーナの古都ピサ。その郊外に位置する海岸リゾート地ティレニアにて、『4th Conference on Functional Genomics of Gram-Positive Microorganisms(第4回グラム陽性菌機能ゲノム学会議)』が開催された。隔年開催されるこの会議は早くも第4回を数え、この名称もようやく定着してきたが、実は今でも『14th International Conference on Bacilli (第14回バチルス国際会議)』と併記がある。つまり、主として枯草菌の研究を国際的にリードしてきた歴史を誇る『バチルス国際会議』を発展的に継承する当該分野最大の国際会議である。今回の参加者は総勢380名あまり。前回に比して米国勢がやや縮小した一方、欧州勢の拡大が目覚しく、そして我国からの参加者もおよそ30名を数える盛会であった。
　今回は、枯草菌のゲノム配列が解読されて以来10年目という節目にあたる。口頭発表100件あまり、ポスター発表約170件のうち、依然として半数以上は枯草菌に関する最先端の研究発表であった。遺伝子機能発現調節に関する優れた研究に目を引かれたが、筆者が最も感銘を受けたのは、炭素源と窒素源の代謝バランスの鍵となるGlu生合成がGlu脱水素酵素RocGと転写調節因子GltCの直接的相互作用によって調節されることを見出したCommichau博士（ドイツGoettingen）の発表であった。無論その他興味深い発表の枚挙に暇はないが、敢えて我国の貢献例を挙げれば、DNAマイクロアレイを駆使してRNAポリメラーゼの挙動をゲノムワイドに掌握した石川先生（奈良先端大）、脂肪酸代謝に関わる大きなレギュロンの全貌解明に成功した藤田先生（福山大）の発表等、大いに反響を呼んでいた。
　一方、その他のグラム陽性菌（特に病原菌）に関する目新しい研究発表が顕著に増加したことも今回の特徴であった。（本会議終了後には病原菌研究支援リソース[ Pathema]ワークショップも併設された。）病原菌など比較的基礎研究情報に乏しい研究対象もゲノム配列を手にすれば、枯草菌等を対象とする先駆的研究によって蓄積された知見を巧く適応することで、第一線の研究対象に変貌するというポストゲノムの研究スタイルが既に確立した証しであろう。しかし、話題の拡張につれて研究レベルや到達度の高低差も開きが大きくなり、玉石混交の印象を抱いたのは筆者だけではなかった。萌芽期にある研究も次回には大きく花開くであろうと期待するところである。そして、それを確かめるためにもバチルス国際会議時代からの古い研究者仲間らと2年後の再会を誓い、陽光眩しい潮風のティレニアを後にした。

投稿者：神戸大学大学院農学研究科　吉田健一

Microbial Genomes 2007（2007年4月11〜14日：英国Sanger Centre）

海外学会探訪 — Tue, 19 Jun 2007 00:07:31 +0900

4月11－14日の日程で、Microbial Genomes 2007がWellcome trustのSanger Instituteで開催された。ポスター発表が60ほど、招待講演者による口頭発表が25程度のこじんまりした会議である。会議期間中は、基本的にパブくらいしかないHinxtonの町に拘束されるため、かずさでの会議に似た感じで、参加者はほぼ全て、興味の有無にかかわらず口頭発表を聞くことになる。
　実際の口頭発表は12日がゲノム解析、比較ゲノム解析、メタゲノム解析および微生物の多様性に関するゲノムシーケンスをメインにした解析の報告が行われ、13日はファンクショナルゲノミクス、14日は情報系の解析に特化した発表が行われた。出席者の興味を持つ分野が大きく異なるため、質問はあまり活発とは言えず、このようなスタンスで行われる学会をどのように企画し、運営するかということは、日本に限らず、極めて難しいことが良くわかる会議であった。
　今回のレポートでは特に筆者らが発表したファンクショナルゲノミクスのセッションについて詳しく報告することにして、他のセッションとポスターについて短く概括したい。
ポスターの多くは、ゲノムシーケンスと比較ゲノム解析の報告であった。すでに多くの研究所で（少なくとも、複数のサンガーセンター並みの研究所では）、454と3730xlを併用したゲノムシーケンス法とassembleのシステムを構築し、特にre-sequenceに力をいれて解析を進めていた。解析スピードに関しては、454に関してうたわれている、一つの細菌を4日程度、解析に2－3週間というところだと各発表者は言っており、また、精度もほとんど変わらないとのことであった。これと3730xlを併用することで、極めて効率的に最低でも3種程度の細菌のゲノムシーケンスを同時に、極めて短期間に行っている印象であった。Re-sequenceの発表で、もう一つ興味深かったのは、Texas Methodist HospitalのJim MusserによるNimbleGENのre-sequenceシステムを利用したSNPsの解析を行ったというものであった。よくご存知の方も多いと思うが、arrayをベースにしたこのシステムの有用性と精度をMusserは高く評価していて、Group A Streptococcus、12株のSNPsを極めて高精度に決定できたとしていた。ただ、多くの発表で、違いは正確に検出できるが、そのうちのどの変化が生体活動とリンクした意味のある変化かという議論には踏み込めておらず、その前段階の試みをしているという発表もあったので、その点に関しては今後の重要な課題だろう。ゲノム情報の応用としてはTIGRのHerve TettelinがGroup B Streptococcusの多数のゲノム配列からワクチンの候補となる抗原のスクリーニングについて紹介した。その中で、大規模にスクリーニングする手段としてマウスの代わりに培養上皮細胞と免疫細胞を用いたex vivo human immune response systemによる可能性について触れていたのが興味深かった。
　情報系の解析も比較的多く、遺伝子発現networkやタンパク質間相互作用の発表も多くなされていた。これらの解析に関しては、様々な手法が提案されている一方で、現実的に検証可能な仮説の提案にはいたっておらず、新たな展開が待たれるところなのではないかと感じられた。
　ファンクショナルゲノミクスのセッションでは、まず、Stephen LoryによるPseudomonas aeruginosaのバイオフィルム形成に関するaffymetrixのGenechipを用いた解析が紹介された。遺伝学的にRetSおよびLadSというセンサーカイネースを見つけるところから始まったこの話は、2つのセンサーがお互いにレシプロカルに働き、バイオフィルム形成をコントロールしているということ、さらにこのネットワークの中にはRsmZと呼ばれるsmall RNAが存在していることが紹介された。この転写制御ネットワークを解析するために、彼らはGenechipを用いた解析を行っていた。この部分がファンクショナルゲノミクスなのだと思うが、この解析では、2つのセンサーがお互いにレシプロカルに働くことが支持されただけであり、結局、転写ネットワークの実像には迫れてはいなかった。この点は、トランスクリプトーム解析の限界を如実に物語っているといっても良い。続いて、University of BirminghamのSteve BusbyがChIP-chip解析について紹介した。細菌のChIP-chip解析で世界をリードする彼らの発表で特に重要な点は、転写因子が直接結合している部位を知ることにより、より正確に転写因子のキャラクタライゼーションが可能になるということであろう。特に、大腸菌の核様体たんぱく質の解析に関しては、Fis, IHF, H-NSについて行っており、さらにCrpも核様体たんぱく質の性質を備えていると提唱した点と、核様体たんぱく質の結合位置は基本的には変わらないが、RNA polymeraseの結合部位は変化することから、染色体の構造と転写活性化領域の関連性が今後とかれるべき重要な課題の一つであるとした点が極めて印象深かった。Institute PasteurのCarmen Buchrieserはアメーバを利用した、in vivo系でのL. pneumophilaのトランスクリプトーム解析について紹介した。彼女らは、アメーバに感染させた異なる3つの株のトランスクリプトーム解析を行うことにより、in vitroでは発現していないvirulence factorを見出していた。これらの因子の中にはhostからの攻撃を避けるための因子として知られるものも含まれており、実際にin vivoでL. pneumophilaが生き抜くために必要な、ダイナミックな変化をトランスクリプトームできちんと捉えていることが確信できる発表であった。彼女らは、さらにsigma因子、FliAやRpoE、2成分制御系、ppGpp, c-di-GMPの、L. pneumophilaの生活環への積極的な関与の可能性を本解析から提唱していた。このセッションでは他に、Trinity CollegeのCharles DormanがH-NSに関する最新の知見をreviewした。昨年度から活発化したH-NSに関する話題は、獲得した遺伝子のサイレンシング機構、H-NSの多量体化を通した染色体構造の形成とそれを通じた転写制御機構、および細菌の染色体で形成されているとされるドメイン構造へのH-NSの関与であるが、それに関して、それぞれ解析が加えられ、最後に彼らが最近発表した赤痢菌のVirB因子による転写制御機構について紹介がなされた。これによると、H-NSが異なる2本のDNA間にブリッジを掛けることにより構造を決定し、転写抑制が行われたり、染色体の構造を決めていることはかなり確かなものだと思われた。また、筆者らのうちの一名である戸邉が提唱していた染色体の超螺旋構造の維持と変化による発現制御機構が再度注目されている点は、今後の細菌の転写制御を考える上で重要だろう。
　本会議の全体的な印象は、ゲノム研究というくくりで、知見や意見を効果的に引き出し、それを利用することはきわめて難しい作業である、ということである。初日のゲノム解析のセッションなどでは解析法に関する議論のほうが多く、どのようなアプローチで、どのような生命現象に迫っているのかがいまひとつはっきりしない発表も多数見受けられた。逆にファンクショナルゲノミクスでは、それぞれの演者が、はっきりした問題設定を掲げて解析を行っているために、おそらく他の分野の研究者の中には全く興味の持てない方も多かったのではないかと想像される。この点では、ゲノム微生物学会も同様な問題を内包していると思われるので、何らかの対処法を考えるべきなのではないかと感じられた。例えば、複数の代表的な研究者によって、分野ごとのreviewを行っていただき、それぞれの分野に対する最低限の知識（現在の中心的な問題点やそれを解くために開発されている解析系）を手に入れてから、演者の発表を聞く、等の工夫がなされるべきであると感じた。一方で、他の分野の先進的な解析結果を聞くことは、極めて刺激的なことであるので（例えばre-sequencingのスピード感などは門外漢にとっては驚きである）、このような分野横断的な集団による学会は非常に重要だと感じたことも併記して、レポートを終わりたいと思う。

奈良先端科学技術大学院大学　大島拓
大阪大学大学院医学系　戸邉　亨