DNAシークエンシングについて

Question

微生物をシークエンスしたいのですが、素人では無理でしょうか？やはり大学や研究所にあるような装置が必要になるでしょうか？

kotaro413 · Accepted Answer

すみません、no.2ですが、最後にしますね。
まず、当初のご質問だったDNAシークエンスは、外注でいけます。
ですので素人でも資金があれば、手元の菌株が新種の可能性があるかどうかを確認することはできますね。
また、補足説明により、質問者様の求めている新種提案に関しても、いくつかの外注を駆使すれば各実験もある程度可能であり、特殊な分類群でない限りはデータを集めることはできると思います。
そして論文ですが、日本語で上記のデータをまとめたものを自分で作製すれば、英文に翻訳し、理論立てができているかを校正するサービス（英文校正じゃなく、翻訳＋内容校正がついたフルサポート）があるそうです。
これらを駆使すれば、大学や専門家じゃなくても新種提案にトライすることはできるかと思います。
総合しますと、ある程度の資金と各種手続きに関する調査、根性そして、膨大な時間が必要なだけで、専門家じゃなくてもやろうとすれば可能だろうと思います。
まあ、一番手っ取り早いのは共同研究にしてしまって、その手の人にやってもらうのがいいかとは思いますが。
ちなみに、大学以外でも新種提案している場合もありますよ。また、専門以外の方が、いろいろと伝手を駆使して実験して論文出してたりもします。私も、ヘルプで分析を頼まれたりしますし。
質問者様がどのような職業なのか分かりませんが、そんなような人たちと知り合う機会があれば、いいでしょうね。
微生物関係の学会とかに参加してみるのもいいんじゃないですか？
微生物分類は地味な分野ですけれど、興味を持っていただき、ちょっと嬉しいです。良い手が見つかるといいですね。

w6o6n · Answer

ご指名のようですし、割り込みとか嫌いですので
私からの回答は控えます。

当初の質問と随分違う話になっていますので
できれば別の質問でやってもらえたら助かります(^-^;)

hiddenleaf · Answer

培養、Total DNA抽出、シークエンス
全ての工程が外注で済みます。
数十万あれば出来るでしょう。

解析ソフトはフリーで落ちているもので十分です。
データバンクとの照会もネット環境があれば可能です。

資金に余裕があるのであれば、論文執筆も外注でできます。

菌が手元にあるのであれば、意外と割安・簡単に済みますよ。

kotaro413 · Answer

再びno.2です。
補足部分に回答させていただきます。

１）遺伝的特徴付けを外注で済ませられるか？
厳密に言うと、正式な学名提案を視野に入れた場合、外注だけで済ませることはできないと思います。
分類群の密度にもよりますし、１つの遺伝子配列だけでは十分な系統解析ができないこともあります。その場合、いくつかのハウスキーピング遺伝子を用いた解析が必要となるでしょう。
それらを総合的に判断し、論文にまとめ、理論だてしなければならないので、系統解析を理解しする必要があります。
形だけ（＝データだけ）つくろっても、中身を理解していなければ科学の世界においての提案は通りません。

２）遺伝子解析が分類に大きく影響を及ぼし、それによって同種に異なる名前が付けられると言った事態は、少なくなったと思いますし、私の経験上、ほとんどないのではないかと思います。
ただし、全くなくなったと言い切れるわけでもないと思います。そういうことが起きないよう、個々の研究者の努力と見識の積み重ねによって今日の分類学は形作られていますが、全ての研究者が同じような志であるとも思えませんし、実際に幻滅するような内容の論文を目にすることが多いことも事実です。

３）上述した通り、分類学は積み重ねにより成り立ってきました。遺伝子解析、DNA・ゲノム情報は確かに見た目や成分分析よりも明瞭に菌株を区別する手段の一つであることは確かだと思います。
しかしながら、分類学に携わる一研究者として、私は古典分類法の必要性を強く支持しています。先人達の生物を観察する力は、非常に尊く、古典的な分類学の実験手法を継承する人が少なくなってきた現場では、その重要性が再認識されるべきあると考えています。
確かに、遺伝子での分類は、新参者には分かりやすくて、簡単かもしれない。でも、40億年かけて進化してきた細菌たちを相手にして、幸運にも、新種を発見した者としては、後世に残る学名とその菌株の特徴を丁寧に見つめ、記述した論文を残すことはある種の責任を負っていると考えています。
ですので、きちんと分類学に向き合う研究者がいれば、分類体系の変化は大きさに関係なく、絶え間なく起こるでしょうし、それは遺伝子を含むこれから新たに発見されるかもしれない指標を踏まえた形で起こるのではないでしょうか。
私個人としては、太古より生き続ける細菌たちの進化をDNA一つで、真に正しく理解することはできないのではと思いますが、今、我々がその進化を推測する手段としては最も信ぴょう性の高い指標の一つであると認識しています。

w6o6n · Answer

回答１ではご質問に沿った回答として「素人では難しい。装置が必要」ということを書かせて頂きました。
例えプロでも装置は必要ですし、その過程には相応の知識が必要ですので。

「よそに委ねる」ということであれば、研究所に委ねる、
つまり公的研究機関（大学など）での研究か営利研究機関（企業）への委託が現実的です。
どの辺まで委託できるのかの一例を以下に示します。
http://www.tecsrg-lab.jp/contents/NOD24/
http://www.tecsrg-lab.jp/contents/NOD36/

回答３の方もおっしゃっている通り、
遺伝子解析は「ある種に一致」とか「ある種に近い」という情報が得やすいのですが、
新種であるか判断するのは難しいです。

新種なのか、配列がちょっとだけ違うだけなのか、既知の微生物だけども遺伝子配列のデータが無いだけなのか。
そこら辺のデータの判断・既存の種でないかの確認作業・論文作成が必要になります。

レベルとしては自動車免許の取得とかPCの組み立てといったレベルではないです。
どちらかというと素人の人が家を建てたり、自動車を作ったりするのに近いと思います。
モチベーション次第で無理ではないですが、普通に考えると相当難しい、という感じです。

補足について：

素人で悪いことはありませんよ（笑）
質問者さんが「素人では無理でしょうか」と書かれていたのでお答えしただけで他意はありません。
研究所を建てるなら億かも知れませんけど、もはや素人の話ではないですよね（笑）

>最初DNA解析で異種と言われていた細菌が後々の研究で実は同種でした。みたいなことが起こったりしているのでしょうか？

遺伝子解析して一度新種として認定されたとしても
後々既存の種と同種だったと判明することは十分あり得ます。
種として登録されている微生物の中にも遺伝子配列が分かっていないものはたくさんありますし
最近は全遺伝子配列の決定も容易になりましたので(^-^;)

kotaro413 · Answer

No.2です。
新種の細菌を分離したので、詳しく性質を調べて、学名をつけて、正式な手続きに則って「新種の提案」を学術的に行いたいということですね。私は、ちょうどそういう仕事をしてまして、質問者様がなさりたいことを専門的にやっています。
なず、正式な学名をつけるためには、「同定」という作業が必要ですが、質問者様が言っているような「培養とDNA解析」だけでは、実は「同定」できません。
既知の菌株とどれくらい遺伝子配列が似ているかというのを比較する（これを相同性の比較と言います）ことしかできません。このレベルだと、「種の推定」しかできません。つまり、既知の菌株にどれくらい似ているか、あるいは新種の可能性があるかどうかを「推定」することしかできないんです。

これを踏まえて、分離株が、新種の可能性があるかどうかを推定するために、外注分析で遺伝子配列を読むことはできます。系統樹もかいてくれますが、その結果万が一、分離株が新種の可能性が出てきた場合は、以下のような専門的な知識に基づいた多くの実験を行い、その菌株が真に新種であり、既知の菌株と明瞭に識別される分類学的特徴をいくつも挙げて、新種として提案する根拠を述べなければなりません。

１、形態学的特徴；細胞の大きさや形、細胞を形作る膜構造の特徴、胞子形成など（光学または電子顕微鏡観察が必要）
２、生理学的特徴；培養条件（温度、ｐH、大気条件等多数）、基質利用性、代謝産物など
３、生化学的特徴；呼吸系キノン型、細胞を構成する成分の分析
４、遺伝的特徴；細菌の場合は16S rRNA遺伝子をはじめとする遺伝子配列および系統解析
５、分類群特有の特徴がある場合には、追加で実験

また、国内と国外の菌株保存機関に菌株を寄託しなければなりません。
論文は自分で書かないといけません。

ですので、分類学者と共同研究しない限りは、個人あるいは専門的な技術や機材がない会社などではなかなか正規な学名をつけることは無理です。

また、
>細菌は同じ種で性質が広い(性質にバラツキが大きい)ので、DNA解析による同定は難しく曖昧なので、研究者は独自の学名で呼び合っている

これは、種のことではなく、株のことではないですかね？
独自の学名で呼びあうことなんて、ないですよ。正式に決められていれば。ちなみに、株を区別するのは、難しいですよ。
分類において、遺伝子解析がまだ出てきていない時は、見た目や化学的な性質で分類していた時代があり、その時には同種なのに違う名前をつけてしまっていて、後々、遺伝子解析したら同種だったなんてことはよくあります。
そうすると、始めにつけられた学名に統一されます。そういった場合、昔は、こういう名前でも呼ばれてたんだよねっていう菌種がいたりします。
これで、回答になってますか？

kotaro413 · Answer

細菌の分類を専門としている研究者です。
大学で、質問者様がやりたいというようなことを専門的にやって、論文を書いたりしています。

詳しいことがわからないんですけど、
微生物の同定を目的に適切な遺伝子領域を配列解読したいのですか？
それともある微生物のゲノム全体を明らかにしたいんでしょうかね？

どちらにしろ、自分でできなくてもいいなら、そういうサービスを提供している外注の分析機関があります。
No.1さんもお書きになっているとおり、資金は一般的な人の感覚でいうとかなり高値に感じる程度になりますが・・・。
でも機材もいらないですし、初期投資と技術は必要ないんで、お金さえあれば可能です。
そのうえ、億とかそんな金額にはならないですよ、さすがに（笑）。
どんな大型の研究されようとしてるんですか～。
分類同定および系統解析なんかも外注できますので、自分に知識や技術がなくてもある程度可能です。
まあ、自分のためにはなりませんけど。

ネットで、調べれば国内の業者がいくつかでてきますよ。

w6o6n · Answer

そうですね。適切な知識と設備とお金が必要ですので素人では難しいでしょう。

実験の流れとしてはこんな感じです。

目的の微生物を単離してある程度の量を確保
DNAを抽出・精製
シークエンスするためにDNAを処理
シークエンスの装置でシークエンス
得られた塩基配列をデータ処理

最初の過程だけでも、実験する上で最低限必要な滅菌装置が数十万円します。
また、未同定の微生物が相手ならバイオセーフティレベル２の実験設備が必要です。

やるとしたら
研究生などの形で研究施設を利用させてもらうか、
研究所に委託して研究してもらうか、
素人ではなく知識をもった従事者として自分で研究所を立ち上げるか…

無理とは言いませんが、いずれにしても相応の資金が必要とお考え下さい。

DNAシークエンシングについて

すみません、no.2ですが、最後にしますね。

この回答への補足

ご指名のようですし、割り込みとか嫌いですので

培養、Total DNA抽出、シークエンス

再びno.2です。

この回答への補足

回答１ではご質問に沿った回答として「素人では難しい。

No.2です。

この回答への補足

細菌の分類を専門としている研究者です。

この回答への補足

そうですね。

この回答への補足

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