Apilactobacillus kunkeei とその近縁株の分類に関する新たな発見
虎扑体育 大学研究推進機構 先進科学?イノベーション研究推進虎扑体育 中高温微生物研究虎扑体育の前野慎太朗助教と東京農業大学 応用生物科学部 食品安全健康学科の遠藤明仁教授の共同研究により、ミツバチの消化管内で主要な菌のひとつとされるフルクトフィリック乳酸菌Apilactobacillus kunkeei（A. kunkeei）およびその近縁株の分類における課題が明らかになりました。近年主流の分類手法である平均ヌクレオチド類似度（ANI）やデジタルDNA-DNAハイブリダイゼーション（dDDH）を用いた分類方法が、A. kunkeeiとその近縁株において一貫した結果を示さず、正確な分類及び同定が極めて困難であることが明らかにされました。
従来、細菌分類においてこのような問題は報告されていませんでしたが、複数の分類手法が普及している現在、他の細菌種でも同様の問題が将来的に発生する可能性があることが示唆されます。近年、ゲノム解析を用いた菌種同定法が広く利用されていますが、今回の発見は従来の菌種分類に限界があることを示唆しており、分類基準に関する議論が求められます。また今回の研究成果は、生物の「種」の概念を考えるうえで基礎となる重要な結果を示しています。
本研究の成果は、2024年11月4日（英国時間）にELSEVIER「Systematic and Applied Microbiology」誌で公開されました。
研究成果のポイント
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A. kunkeei 関連株の分類において、既存のゲノム配列を用いた複数の菌種同定ツール（ANI、dDDH、GTDB-Tk）の間で矛盾した分類結果を示しました。このことは細菌分類の正確性や妥当性に影響を及ぼす可能性があります。
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GTDB-Tkが採用する「複数系統群の基準株と比較し、最も高い相同性を示す菌種に分類する」というルールを他のツールにも適用することで、解析の結果、複数の分類群に割り当てられた場合でも混乱が少なく分類できる可能性があることを示唆しました。
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乳酸菌の正確な同定は、乳酸菌の食品利用における安全性の評価などの面において非常に重要であり、本研究は、ゲノム解析に基づく細菌分類のルールの改善に向けた非常に重要な知見を提供しています。
図. 複数の分類群にまたがる場合に最も近い分類群に分類するGTDB-Tk で用いられるルール
掲載論文
- 題 名：Inconsistent identification of Apilactobacillus kunkeei-related strains obtained by well-developed overall genome-related indices. Systematic and Applied Microbiology
- 著者名：Shintaro Maeno, Akihito Endo
- 掲載誌：Systematic and Applied Microbiology
- 掲載DOI：10.1016/j.syapm.2024.126559.
謝 辞
本研究は日本乳酸菌学会と公益財団法人発酵研究所（IFO）の助成を受けたものです。