利他的分業制を考慮した細菌の増殖モデル
Bacterial growth model of altruistic division of the functions

細菌は増殖、運動、生物発光、二次代謝など様々な機能を持っている。しかし、従来の細菌増殖モデルは、増殖過程のみに着目していた。そこで本研究では、増殖以外のタスクをモデルに導入した。このタスクは、バクテリアによる有害物質の分解を含む。その結果、この分解タスクを通じて、細菌集団全体に対する集合的利益を達成することができる。
Bacteria possess various functions such as proliferation, movement, bioluminescence, and secondary metabolism. However, conventional bacterial proliferation models have focused solely on the process of proliferation. Therefore, in this study, we introduced non-proliferation tasks into the model. This task involves the degradation of toxic substances by bacteria. Consequently, the collective benefit to the entire bacterial population can be achieved through this decomposition task.

抗菌薬の反復投与下での薬剤耐性プラスミドの増加条件
Conditions for increase of drug-resistant plasmids under antibiotics

薬剤耐性菌は世界的な脅威である。耐性菌の出現にはさまざまな要因があるが、プラスミドを介した伝播は重要な要因のひとつである。プラスミド内には薬剤耐性遺伝子が保持されており、このようなプラスミドを獲得することで薬剤耐性菌が出現する。しかし、細菌が新たにプラスミドを獲得する条件は不明である。本研究では、簡単な数理モデルを構築し、抗生物質の投与条件を検討する。
Drug-resistant bacteria pose a global threat. While they emerge due to various factors, plasmid-mediated transmission is one of the key contributors. Within plasmids, drug-resistant genes are harbored, and the acquisition of such plasmids leads to the emergence of drug-resistant bacteria. However, the conditions under which bacteria newly acquire plasmids remain unclear. In this study, a simple mathematical model is constructed to examine the administration conditions of antibiotics.

温泉Microbiome & Virome
Hot spring microbiome & virome

長野県の地獄谷温泉は、野生のニホンザルが入浴する世界で唯一の温泉である。温泉環境に生息する微生物は遺伝資源としての価値があり、新規ゲノムの確立は将来のバイオテクノロジーにとって極めて重要である。さらに、温泉水環境の微生物に感染するウイルスの解明も重要である。これらのウイルスは極限環境に存在し、生命の起源に似た環境においてウイルスがどのように振る舞うかについての洞察を与えてくれる。本研究では、地獄谷温泉の複数の源泉についてメタゲノム解析を行うことで、熱水環境のエコゲノミクスを探求する。メタゲノム解析には、アンプリコン解析（16Sおよび18S rRNA遺伝子）とショットガンメタゲノム解析が含まれる。
Nagano Prefecture's Jigokudani Onsen is the world's only hot spring where wild Japanese macaques (snow monkeys) bathe. Microorganisms in the thermal water environment hold value as genetic resources, making the establishment of novel genomes crucial for future biotechnology. Additionally, understanding viruses infecting microorganisms in the thermal water environment is of significant importance. These viruses exist in extreme environments, providing insights into how viruses behave in environments akin to the origins of life. In this study, by conducting metagenomic analysis on multiple sources within Jigokudani Onsen, we explore the ecogenomics of the thermal water environment. The metagenomic analysis encompassed amplicon analysis (16S and 18S rRNA genes) as well as shotgun metagenomic analysis.