人体や動植物などの生体あるいは土壌や海洋などの自然環境に生息する微生物の集団（叢）は宿主生物/ 周辺環境と一体となってそれぞれの生態系を形成している．地球上の細菌の総個体数は約1030 と見積もられ，これはヒト個体数の約1020 倍となる（Fuhrman JA：Nature, 2009）．すなわち，微生物の多様性とそのダイナミズムはヒトや動植物をはるかに凌駕する．この微生物叢の生態を解明する研究は，1 つの細胞内における遺伝子の転写や発現を解析する研究とは対照的であり，新しい技術や新たな概念の創出につながる生命科学研究のフロンティアと位置づけられる．

微生物叢研究は，次世代シークエンス技術（NGS）やメタゲノム解析技術の開発などにより，この10 年間に著しく進展し，かつ大きく変貌した．メタゲノムとは微生物叢を構成する個々の微生物種のゲノムの集合体を言う．よって，メタゲノム解析とは，微生物叢からそのゲノム/DNA 情報を網羅的に収集し，その配列情報からインフォマティクスにより菌種や遺伝子の特定などを行うことでその生態・機能の全体を把握する技術を言う．これにより個別微生物の情報の積み上げでは到達困難であった微生物叢の全体像，すなわちマイクロバイオームを難培養菌も含めて知ることができる．「メタゲノム」という語句は1998 年の土壌微生物叢の論文にはじめて使われた（Handelsman J, et al：Chem Biol, 1998）．当初，メタゲノムは微生物叢から特定の（機能をもつ）遺伝子を狙い撃ちで探索する目的で利用された．その後，2004 年に海洋の細菌群や鉱山廃液中に形成される微生物叢のメタゲノムを網羅的にシークエンスする今日のメタゲノム解析の原型が報告された（VenterJC, et al：Science, 2004 ／ Tyson GW, et al：Nature, 2004）．次いで，2006 〜'07 年にはヒトの腸内細菌叢にメタゲノム解析が応用され（Gill SR, et al：Science, 2006 ／ Kurokawa K, et al：DNA Res, 2007），2008年以降にはNGS を用いたメタゲノム解析による研究が世界的に普及するに至った．

わが国においてもさまざまな微生物叢を対象としたメタゲノム解析がこの数年間で爆発的な進展と広がりをみせ，多くの技術蓄積がなされてきている．そこで，これらの技術の共有を目的に，試料調製からインフォマティクスまでを網羅したメタゲノム解析技術を中心とした実用的な解説書の作成がここに企画された．最後に，本書の発刊にあたり各執筆者，羊土社・実験医学編集部の尾形佳靖氏と早河輝幸氏に末筆ながらここに深謝の意を表する．

2016年10月

服部 正平