2018 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Hadean Bioscience |
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26106004
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
鎌形 洋一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究部門付 (70356814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉木 秀幸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ付 (00421842)
西原 秀典 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10450727)
鈴木 志野 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 特任主任研究員 (10557002)
柿澤 茂行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10588669)
黒川 顕 国立遺伝学研究所, 情報研究系, 教授 (20343246)
大島 拓 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50346318)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 蛇紋岩熱水系 / 未知未培養微生物 / OD1 / メタゲノム / エネルギー代謝 / Wood-Ljungdahl 経路 / 人工生命系 / ATPase |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画研究班では、冥王代類似環境やその周辺熱水環境に棲息する微生物の培養化、ゲノム解読、生理生態機能の解明、さらには人工膜ベシクルを用いた人工細胞の構築を進めてきた。白馬ならびに米国 The Cedarsの蛇紋岩熱水系は極度にアルカリであり、酸化還元電位も低く、しかも溶存二酸化炭素、有機物の存在などがほとんど認められない。こうした試料から大規模濃縮装置を作成し、上述の蛇紋岩熱水系微生物の大規模メタゲノム解析から多様な知見を得た。未知門として知られているOD1やWS2、既知門であるが培養が困難なNitrospiraなど極めて特異な微生物からなる集団を構成していることを明らかにした。特にエネルギー代謝に関しては、原始エネルギー代謝の中枢を担っていたと考えられているWood-Ljungdahl 経路ならびにその様々な変型代謝系が見出された。この経路の鍵酵素であるACS/CODH（アセチルCoA合成酵素/一酸化炭素脱水素酵素）のサブユニットがarchaeaタイプならびにbacteriaタイプが組み合わされた独特のキメラ酵素であることが判明した。またOD1を初めとする主要未知微生物のゲノム全体では解糖系の前半部分を欠くこと、多くのアミノ酸合成遺伝子が欠失しているなど、各細菌種がそれぞれ単独では生存が困難と思えるゲノム構造を有していることを明らかにした。こうした知見は地下空間における異種微生物間の相互依存を想起させるものである。人工細胞実験においては光駆動型ATPaseの合成が可能な人工膜系を初めて構築することに成功した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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