Kento Tominaga (Ph.D.)
富永 賢人 博士(農学)
研究内容 (Current projects)
現在は主に海洋に生息する微生物・ウイルスを主な対象として
機能未知遺伝子の機能予測とその実証
非モデル微生物の生存戦略の遺伝子・ゲノムレベルでの解明
海洋細菌の進化生態学
水圏微生物とウイルスの相互作用の理解
を進めています。
Currently, I mainly focusing on marine prokaryotes and viruses.
I'm now working on the following projects.
Prediction and demonstration of function of unknown genes using large-scale genome data
Genome-based elucidation of survival strategies of non-model microorganisms and establishment of a genetics experiment system to demonstrate their strategies
Evolutionary ecology of marine bacteria using large-scale marine metagenomic data
Elucidation of interactions between aquatic microorganisms and viruses
研究キーワード ( Keywords)
Metagenome/ Virome
Contrapositive genetics
Comparative genomics
Phylogenetic comparative methods
Molecular genetics
研究の興味・関心 (My Research Interests)
地球には膨大な数の多様な微生物（細菌・アーキア・真核微生物・ウイルス）が生息します。
一方で、これらの微生物の大部分はまだ分離されておらず、機能のよくわからない遺伝子を沢山持っています。
数個の遺伝子から成り立つ小さなシステムの仕組みから、たくさんの生物を巻き込んだ生態系の大きなシステムの仕組みまで、微生物の世界にはその存在を知られていない精巧な仕組みがまだまだ多数存在しています。
私は研究を通じてこれらの仕組みの謎を解き明かしていくとともに、より長期的には得られた知識を社会や環境に役立てることを目指したいと考えています。
特に目指していることは、ミクロな分子生物学的な現象から、よりマクロな進化・生態学的な現象までを幅広く対象とし、両者を繋ぐようなオールラウンド型の海洋微生物学を展開することです。
微生物の世界の仕組みを、より多くの人に楽しんもらうことが出来ますように。
The earth is home of a vast number and diverse microorganisms (bacteria, archaea, eukaryotic microorganisms, and viruses).
Great predecessors have revealed the importance of these microorganisms in ecosystems and their unique and sophisticated life strategies.
On the other hand, the majority of these microorganisms have not yet been cultivated and encode numerous numbers of unknown function genes.
Thus, from the microsystems inside a microbial cell to the macrosystems involving many organisms in the ecosystem, there are a lot of mysteries in the microbial world.
I aim to unravel the mysteries in the microbial world and to use the knowledge to make a better world.
Ihope that more people will enjoy the mechanisms of the microbial world.
研究アプローチ(Approaches)
特に今の研究の主軸となっている手法は以下の3つです。
分子生態学的手法
観測によって現場のありのままの現象を捉える
例：メタゲノム解析・メタトランスクリプトーム解析・環境測定
分子遺伝学的手法
遺伝子とその表現型から原理を理解する
例：逆遺伝学・順遺伝学・トランスクリプトーム解析
生物情報学的手法
膨大なデータから大規模計算機を駆使して法則性を探る
例：公共データからのデータマイニング・比較ゲノミクス
先人たちの解き残した問題は一筋縄ではいかない難しい問題ばかりですが、私の研究ではドライ（情報学）やウェット(実験科学)と言った従来の分野の枠に囚われず、多様な手法を適材適所で組み合わせた「ジェネラリスト」型のアプローチでこれらの問題の解決を進めたいと思っています。
In particular, the following methods are the basis of my current research.
Molecular ecology
Capturing on-site phenomena in the field through observation
(e.g., metagenomics , metatranscriptomics, environmental measurement)
Molecular genetics
Understanding principles from genes and their phenotypes
Example: forward genetics , reverse genetics,
Bioinformatics
Explore rules from big data using supercomputers
e.g. public data analysis, comparative genomics
The unsolved problems left by predecessors are difficult to solve in a straightforward manner, so I would like to solve these problems with a "generalist" approach, combining various methods.
学歴 (Education)
1995.4-2011.3 玉川学園(幼稚部~高等部）
2011.4-2015.3 首都大学東京 都市教養学部 生命科学コース
BS ＠Tokyo Metropolitan University
2015.4-2017.3 首都大学東京大学院 理工学研究科 生命科学専攻
(分子遺伝学研究室/指導教官・加藤潤一先生)
MS @Tokyo Metropolitan University (Supervisor: Prof. Jun-ichi Kato )
2017.4-2021.3 京都大学大学院 農学研究科 応用生物科学専攻
(海洋分子微生物学研究室/指導教官・吉田天士先生)
Ph.D. @Kyoto University (Supervisor: Prof. Takashi Yoshida )
職歴 (Work experiences)
2021.4-Present 東京大学 大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 博士研究員
論文発表(Publications)
Kento Tominaga - Google Scholar
Tominaga, K., Ozaki, S., Sato, S., Katayama, T., Nishimura, Y., Omae, K., and Iwasaki, W. (2024) Frequent nonhomologous replacement of replicative helicase loaders by viruses in Vibrionaceae. Proceedings of the National Academy of Sciences 121: e2317954121. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2317954121
いまだ大量に存在する機能未知遺伝子の問題は、ゲノム情報の活用の大きな妨げの一つです。本研究では、遺伝子間の反共起的な関係に着目して、機能が相補するような代替遺伝子を取ってくる対偶遺伝学というバイオインフォマティクス手法を使い、既知の複製に必要なDNAヘリケースローダーを持たないVibrioがウイルス由来の新規ローダーを使っていることを見つけました。さらに九州大学グループと共同研究で機能の生化学的な検証を行ったり、獲得に伴うゲノムの他の複製システムへの影響も調べたりしています。Vibrio科の中だけでも20回以上DNAヘリケースローダーの入れ替わりが起きており、ウイルス型のローダーの獲得が細菌にとってもメリットになることを示唆する結果です。
Tominaga, K., Takebe, H., Murakami, C., Tsune, A., Okamura,T., Ikegami,T., Onishi Y., Kamikawa R., and Yoshida, T. “Population-level prokaryotic community structures associated with ferromanganese nodules in the Clarion-Clipperton Zone (Pacific Ocean) revealed by 16S rRNA gene amplicon sequencing.” Environmental Microbiology Reports, 16(1), e13224. https://doi.org/10.1111/1758-2229.13224
深海に存在するマンガン団塊はレアアースを含み、資源としての開発が期待されています。マンガン団塊の形成は極めて遅いためその形成過程には謎が多いものの、微生物の寄与が大きいと考えられています。本研究では、マンガン団塊および周辺環境に優占する原核生物群集の組成を、16S rRNA遺伝子に基づき網羅的かつ高
Tominaga, K., Takebe, H., Murakami, C., Tsune, A., Okamura,T., Ikegami,T., Onishi Y., Kamikawa R., and Yoshida, T. “Population-level prokaryotic community structures associated with ferromanganese nodules in the Clarion-Clipperton Zone (Pacific Ocean) revealed by 16S rRNA gene amplicon sequencing.” Environmental Microbiology Reports, 16(1), e13224. https://doi.org/10.1111/1758-2229.13224
深海に存在するマンガン団塊はレアアースを含み、資源としての開発が期待されています。マンガン団塊の形成は極めて遅いためその形成過程には謎が多いものの、微生物の寄与が大きいと考えられています。本研究では、マンガン団塊および周辺環境に優占する原核生物群集の組成を、16S rRNA遺伝子に基づき網羅的かつ高解像度で明らかにすることで、マンガン団塊に特異的に優占し、その形成過程に寄与する可能性のある潜在的な重要微生物群の探索を行いました。
Tominaga, K, Ogawa-Haruki, N,Nishimura, Y, Watai,H, Yamamoto, K, Ogata, H, and Yoshida T . “Prevalence of Viral Frequency-Dependent Infection in Coastal Marine Prokaryotes Revealed Using Monthly Time Series Virome Analysis.” mSystems 0, no. 0 (February 2023): e00931-22. https://doi.org/10.1128/msystems.00931-22
ウイルス感染はどんな生物にも起こると考えられますが、その殆どが未分離である海洋微生物においてそれを実証するのは困難です。本研究では、大阪湾における原核生物とウイルスの季節変動と、ゲノムに基づくウイルスの宿主推定解析を組み合わせることで、少なくとも環境中で”密”になる優占原核生物においてはウイルス感染が広く起きているということを示しました。
Tominaga, K., Morimoto, D., Nishimura, Y., Ogata, H., Yoshida, T. In silico Prediction of Virus-Host Interactions for Marine Bacteroidetes With the Use of Metagenome-Assembled Genomes. (2020). Front. Microbiol. 11:738. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.00738/full
海洋中には莫大な量のウイルスが存在しますが、そのほとんどは宿主が不明です。本研究では、海洋の優占細菌系統Bacteoridetes門細菌に感染するウイルスを例に、近年多数報告されるようになった微生物のメタゲノム由来のゲノム(Metagenome assembled genomes, MAGs)を利用することで海洋ウイルスの宿主推定をより網羅的に行えることを示しました。また、宿主推定において、ウイルスの持つ宿主様ホモログの割合が一つの良い指標であることを示しました。
Takebe H, Tominaga K, Isozaki T, Watanabe T, Yamamoto K, Kamikawa R, Yoshida T. (2024). Taxonomic difference in marine bloom-forming phytoplanktonic species affects the dynamics of both bloom-responding prokaryotes and prokaryotic viruses. mSystems 0:e00949-23.
Shen S, Tominaga K, Tsuchiya K, Matsuda T, Yoshida T, Shimizu Y. (2024). Virus–prokaryote infection pairs associated with prokaryotic production in a freshwater lake. mSystems 9:e00906-23.
Sato, Y., Takebe, H., Tominaga, K., Yasuda, J., Kumagai, H., Hirooka, H., & Yoshida, T. (2023). A rumen virosphere with implications of contribution to fermentation and methane production, and endemism in cattle breeds and individuals. Applied and Environmental Microbiology, e01581-23. https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/aem.01581-23
Morimoto, D., Tominaga, K., Takebe, H., Šulčius, S. and Yoshida, T. (2022). Viral Nature of the Aquatic Ecosystems. The Biological Role of a Virus, pp.3–25. doi:10.1007/978-3-030-85395-2_1.
Sato, Y., Takebe, H., Tominaga, K., Oishi, K., Kumagai, H., Yoshida, T. and Hirooka, H. Taxonomic and functional characterization of the rumen microbiome of Japanese Black cattle revealed by 16S rRNA gene amplicon and metagenome shotgun sequencing. (2021). FEMS Microbiology Ecology, 97(12).
Prodinger, F., Endo, H., Takano, Y., Li, Y., Tominaga, K., Isozaki, T., Blanc-Mathieu, R., Gotoh, Y., Hayashi, T., Taniguchi, E., Nagasaki, K., Yoshida, T. and Ogata, H. Year-round dynamics of amplicon sequence variant communities differ among eukaryotes, Imitervirales and prokaryotes in a coastal ecosystem. (2021). FEMS Microbiology Ecology, 97(12).
Takebe, H., Tominaga, K., Fujiwara, K., Yamamoto, K., Yoshida, T. Differential Responses of a Coastal Prokaryotic Community to Phytoplanktonic Organic Matter Derived from Cellular Components and Exudates. (2020). Microbes Environ. 35(3). ME20033.
Martinez-Hernandez, F., Luo, E., Tominaga, K., Ogata, H., Yoshida, T., DeLong, E. F., Martinez-Garcia, M. Diel Cycling of the Cosmopolitan Abundant Pelagibacter Virus 37‐F6: One of the Most Abundant Viruses on Earth. (2020). Environ Microbiol Rep. 12(2):214-219.
Morimoto, D., Šulčius, S., Tominaga, K., Yoshida, T. Predetermined Clockwork Microbial Worlds: Current Understanding of Aquatic Microbial Diel Response from Model Systems to Complex Environments. (2020). Adv. Appl. Microbiol. 113:163-191
Sato Y., Tominaga K., Aoki H., Murayama M., Oishi K., Hirooka H., Yoshida T., Kumagai H., Calcium salts of long-chain fatty acids from linseed oil decrease methane production by altering rumen microbiome in vitro. (2020). PLOS ONE, 15(11):e0242158
Prodinger, F., Endo, H., Gotoh, Y., Li, Y., Morimoto, D., Omae, K., Tominaga, K., Blanc-Mathieu, R., Takano, Y., Hayashi, T., Nagasaki, K., Yoshida, T., Ogata, H. An Optimized Metabarcoding Method for Mimiviridae. (2020).Microorganisms. 8(4):506.
Morimoto, D., Tominaga, K., Nishimura, Y., Yoshida, N., Kimura, S., Sako, Y., Yoshida, T. Cooccurrence of Broad- and Narrow-Host-Range Viruses Infecting the Bloom-Forming Toxic Cyanobacterium Microcystis aeruginosa. (2019). Appl. Environ. Microbiol. 85(18):e01170-19.
Norville, J.E., Gardner, C.L., Aponte, E., Camplisson, C.K., Gonzales, A., Barclay, D.K., Turner, K.A., Longe, V., Mincheva, M., Teramoto, J., Tominaga, K., Sugimoto, R., DiCarlo, J.E., Guell, M., Hysolli, E., Aach, J., Gregg, C.J., Wanner, B.L. and Church, G.M.Assembly of Radically Recoded E. coli Genome Segments. (2016). bioRxiv https://doi.org/10.1101/070417
Watanabe, K., Tominaga, K., Kitamura, M., Kato, J. Systematic identification of synthetic lethal mutations with reduced-genome Escherichia coli: synthetic genetic interactions among yoaA, xthA and holC related to survival from MMS exposure. (2016) Genes. Genet. Syst. 91(3):183-18
学会発表(Conferences)
2024年3月12-14日 日本ゲノム微生物学会 第18回 「シアノバクテリアはDnaAに依存せずにどのようにDNA複製を開始するのか？〜比較ゲノムから迫る～」(口頭発表) ○富永賢人 大林 龍胆 大前公保 西村 祐貴 岩崎渉
2023年11月27-30日 日本微生物生態学会 第36回 「天然変性領域を持つタンパク質の海洋細菌における生態学的意義」(ポスター発表) 富永賢人, 西村祐貴, 大前公保,西村陽介、吉澤晋、 岩崎渉
2023年9月18-19日 日本ゲノム微生物学会 第15回 若手の会「非モデルゲノム微生物学 大規模ゲノムデータから探る機能・生態・進化」富永賢人, 尾崎省吾, 西村祐貴, 大前公保, 岩崎渉
2023年9月7日 日本遺伝学会 第95回大会 「対偶遺伝学：非モデル生物ゲノム時代の遺伝子の機能推定」(招待講演）富永賢人, 尾崎省吾, 西村祐貴, 大前公保, 岩崎渉
2023年3月8日-3月10日 日本ゲノム微生物学会第17回年会 ＠かずさアカデミアホール (口頭発表) 「メタゲノムから探る海洋Flavobacteria科細菌のゲノム進化」、富永賢人、⻄村祐貴、大前公保、鈴木誉保、西村陽介、吉澤晋、岩崎渉
2022年10月31日-11月3日 日本微生物生態学会 第35回＠札幌 (口頭発表) 「 MAGから迫る海洋Flavobacteria科細菌の生態と進化」、富永賢人、⻄村祐貴、大前公保、鈴木誉保、西村陽介、吉澤晋、岩崎渉
2022年8月4日~7日 日本進化学会年大会 第24回＠沼津 (ポスター発表) 「海洋細菌の比較ゲノムから明らかにする相互排他的な遺伝子ペアが生じるメカニズム」 富永賢人、⻄村祐貴、大前公保、岩崎渉
2022年7月2日 ラン藻ゲノム交流会 2022 東京都立大学南大沢キャンパス＠ハイブリッド(招待講演） 「対偶遺伝学：遺伝子間の排他的関係に着目した比較ゲノム解析 」
2022年3月2~3月4日 第 16 回日本ゲノム微生物学会年会＠オンライン(口頭発表) 「Vibrio科細菌のウイルス由来新規DNAヘリケースローダー遺伝子vdhLの発見」 富永賢人、⻄村祐貴、大前公保、岩崎渉
2021年6月27~7月1日 10th Aquatic Virus Workshop (AVW10) ＠オンライン (口頭発表) 「Monthly virome analysis in Osaka bay revealed prevalence of viral frequency dependent infection」 Kento Tominaga
2020年11月19~21日 日本地球化学会第67回年会＠オンライン (口頭発表) 「海洋原核生物も”密集”すればウイルスによる感染を受けるのか？」富永 賢人
2020年9月4日（金） 2020年環境ウイルス研究集会 ＠オンライン (口頭発表) 「ウイルスによる海洋原核生物群集に対する負の頻度依存的選択 富永 賢人
2019年11月29,30日、第12回目藍藻の分子生物学2019＠かずさアカデミアホール(ポスター発表) 長期観測による海洋シアノバクテリア-ウイルス相互作用の解明 富永 賢人
2019年11月22日 『糸状菌・環境インターフェイス工学講座』の開設記念式典・シンポジウム『IFOがつなぐ京大微生物学のフロントライン』 (ポスター発表) 大阪湾での経時的動態観測で探る海洋微生物-ウイルス群集相互作用ネットワーク 富永 賢人
2019年11月4日、京都大学化学研究所 2019年 環境ウイルス研究集会(口頭発表・優秀発表賞) 大阪湾での経時的動態観測で探る海洋微生物-ウイルス群集相互作用 富永賢人
2019年9月10~13日 山梨大学 甲府キャンパス 日本微生物生態学会第33回大会ゲノム解析 未分離の海洋性Bacteroidetes門細菌感染ウイルスの生物情報学的探索 富永 賢人
2019.03.30 2019年3月26～29日、東京海洋大学 平成31年度水産学会春季大会(口頭発表) 大阪湾の海洋微生物・ウイルスの生態学的相互作用解析 富永 賢人
2018年11月27～29日、奈良県東大寺総合文化センター The 5th International Conference of Members of the Genus Flavobacterium 'Flavobacterium 2018' (口頭発表) New lineages of marine Bacteroidetes viruses identified by MAGbased host prediction and their ecological interaction with hosts bacteria 富永 賢人
2018年10月27日、京都大学理学部 環境ウイルス集会 富永 賢人 Population dynamics of marine microbes and viruses and their ecological interaction in Osaka bay、富永 賢人
2018年9月15～18日 平成30年度水産学会秋季大会＠広島大学 海洋微生物・ウイルス間相互作用の解明に向けた海洋真核微生物の群集ダイナミクス解析
2018年4月14日～16日 第四回新学術領域「ネオウイルス学」領域班会議 ＠高知県土佐ロイヤルホテル(ポスター発表)大阪湾湾口部における未分離の海洋性Bacteroidetes門細菌およびウイルスの時系列変動の解析 富永賢人
2018年3月27日 平成30年度日本水産学会大会春季大会 ＠東京海洋大学(口頭発表) 未分離の海洋性バクテロイデス門細菌感染ウイルスゲノムの探索と同定 富永賢人
2017年10月29日～31日 第三回新学術領域「ネオウイルス学」領域班会議 (ポスター発表) 「ウイルス分類ツールViPTreeによる大阪湾における海洋ウイルス群集の季節変動の解析」 富永賢人
2016年3月4日～6日 第 10 回日本ゲノム微生物学会年会＠東京(口頭発表) 大腸菌の酸化ストレス耐性に関与する ibs-sib Toxin-Antitoxin システムの解析.）．富永賢人、橋本昌之、萩原進、高木光、加藤潤一
2015年12月1日～4日 第 38 回日本分子生物学会年＠神戸（ポスター発表） 「大腸菌の酸化ストレス耐性に関与する ibs-sib Toxin-Antitoxin システムの解析」. 富永賢人、橋本昌之、萩原進、高木光、加藤潤一
乗船履歴
白鳳丸 KH-22-8航海(2022/9/30-2022/10/17)
ベントス採取を主目的とした航海でしたが、運良く初の長期の乗船に参加させていただきました。多くの方に教えていただきながらですが、CTDによる採水を主に担当しました。この航海での経験や試料を活かし、新たな成果に繋げていきたいと思います。
みらい MR24-01C航海(2024/2/13-2022/2/19)
日本の東端である南鳥島での観測や、狂気の？複数層72時間時系列観測を実施しました。全人未踏なデータが出せるようにこれから頑張って解析をしていきたいと思います。また、熟練の海洋研究者の方々によって緻密に計画され、誰がやってもできるくらい完全にシステム化されたサンプリングを体験したことで、フィールド系研究者としてとても学びがある航海でした。
受賞歴(Awards)
2019年11月4日 2019年 環境ウイルス研究集会 優秀発表賞(口頭発表)
2022年12月9日 CRESTさきがけ 「ゲノムスケールのDNA設計・合成による細胞制御技術の創出」第5回合同領域会議 優秀発表賞(ポスター発表)
所属学会
日本ゲノム微生物学会 (SGMJ) http://www.sgmj.org/
日本微生物生態学会 (JSME) http://www.microbial-ecology.jp/
日本進化学会 (SESJ) http://sesj.kenkyuukai.jp/
その他研究関連活動
日本微生物生態学会 若手の会 世話人 2020年度-2022年度
山梨大会の本学会初参加直後になぜか世話人になってしまいました。コロナ禍でオンライン・オンサイト両方の形での運営に関わることができ、とても勉強になりました。
日本微生物生態学会 環境ウイルス部会 若手運営委員 2020年-現在
国内の環境ウイルス研究者のハブとなるような研究集会の開催を行っています。
日本ゲノム微生物学会 若手の会 世話人 2022年度-現在
ゲノム微生物学会の若手の世話人を担当させていただいています。学生の頃からお世話になっているゲノ微若手の会を少しでも盛り上げていけるよう頑張りたいと思います！
群雄割拠しているウイルス研究用ツールの情報を集めたリンク集です。環境ウイルス部会の若手運営委員を中心に運営しています。
