-微生物が持つ遺伝子またはその情報を利用しておこなう, 微生物集団の特徴づけ
*地球上に存在する生命体のなかで微生物は主要なメンバーであり, 発酵による食品や化学製品の製造あるいは廃水処理プロセスといった産業的な有用性を取り上げるまでもなく, わたしたち人類は微生物と常に接して生活していると言えます. ヒトや動物の消化管に棲息する微生物群集（消化管微生物群集）は, ヒトを含めた動物と微生物との相互作用のなかで最も代表的なもののひとつです.
*微生物群集の構成を調べ, 微生物と宿主の相互作用を調べる手法としてこれまで培養法, すなわち生きた菌体を適切な環境下で増殖させて利用する方法が多く用いられてきました. 菌体を純粋培養することは, 菌株の性状を分析し, その分析結果から環境における役割を推定するために不可欠であり, 今後もその重要性が失われることはありません. その一方で, 培養法は以下に挙げるように様々な限界を持つ方法でもあります：
（１）ほとんどの環境下に棲息する微生物は分離培養が容易ではなく, 培養可能な微生物は数％程度であることから, 培養可能なものだけでは群集構造を完全に把握できません
（２）培養可能な微生物の系統分類体系は, 主に生理的, 形態的な特徴で構成されており, 多様なメンバーで構成される群集の分布を一様の基準で表現することは困難です
（３）純粋培養の際に, 標的とする微生物の種類ごとに特殊な組成の培地を必要とするほか, 消化管微生物群集の主要なメンバーである偏性嫌気性菌の増殖は極めて遅く, 倍加時間（細胞数が2倍になるための所要時間）が2週間というものさえ存在します. このように, 純粋培養は一般的に多くの時間と労力を要する作業であることも, 研究進捗を妨げてきた大きな理由のひとつと言えます.
* 培養法が持つこうした欠点を解消するために, 微生物が持つリボソームRNA(ｒRNA)とその遺伝子に代表される分子生物的情報を利用した技術により, 様々な微生物群集構成を効率よく解析する手法がこの30年間で種々開発され, 利用されてきました. 分子生物学を応用した簡便で単純化された(つまり, 多くの研究室で実施可能な）さまざまな手法の確立とその利用が, 微生物生態学における最近の急速な知見の蓄積に大きく貢献しています.
*分子生物学的手法の種類としては, まずDNAを利用するものとして, 16S rRNA遺伝子の数百～数千クローンの塩基配列シークエンスをひたすら読んで解析するクローンライブラリ解析法, 群集同士の比較や経時変化をより簡便に追跡可能なフィンガープリンティング法(DGGE, T-RFLP), 定量性を持たせた定量PCR(リアルタイムPCR)法があります. このほかに,微生物細胞中のrRNA分子そのものを検出する方法も多用されており, 研究レベルではメンブレンハイブリダイゼーション法, Fluorescence in situ hybridization （FISH）法などがこれまでよく用いられてきました. これらはともに簡便性・迅速性や精度の面で改良の余地があったことから,微生物由来rRNAを指標とする, より迅速かつ正確に微生物群集解析を実施可能な手法を考案しました.
*この手法は, リボヌクレアーゼH（RNase H）とDNAプローブ（特定微生物グループ由来のrRNA配列に相補的なオリゴヌクレオチド）を利用して, 微生物由来SSU rRNA分子を配列特異的に切断することを原理としています(配列特異的SSU rRNA切断法). 本手法では, 様々な種類の微生物で構成されている中で, 特定の微生物群がどのくらいいるかを迅速に測定でき, 個体間の差異や微生物構成の経時変化を容易に捉えられます. このことから本手法は, 消化管微生物群集のように, 多様な微生物が条件によってその構成比を変えるような集合のモニタリングに適しています.
*現在は、再びDNAベースの方法にもどり、次世代シーケンシング（Next Generation Sequencing）による網羅的な解析が主流となっています。当研究室でも、ウシルーメンや糞便中で形成されている微生物群集の解析に適用し、飼料や飼養条件によってどの微生物が増えたり減ったりするかを明らかにするために用いています。