2014 Fiscal Year Annual Research Report
シングルセルゲノム解析を活用した難培養性嫌気的メタン酸化アーキアの分離・培養
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13J08869
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
青木 仁孝 長岡技術科学大学, 工学部, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | メタン / 嫌気的メタン酸化反応 / アーキア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海底環境において生成されるメタンは、海水中に放出される前に微生物による嫌気的メタン酸化反応によってそのほとんどが分解されている。しかしながら、その反応に関与することが推定されているANaerobic MEthanotroph (ANME) 等の未培養アーキアは、難培養性微生物であり純粋分離株は存在しない。それ故、これら未培養アーキアの詳細な生理学的・遺伝学的特徴については十分に理解されていない。本研究では、これら未培養アーキアの詳細な微生物機能を明らかにすることを目的とし、シングルセルゲノム解析を活用することで難培養性アーキアの分離・培養を試みるものである。
今年度はセルソーターで回収したアーキア細胞由来のゲノム配列の決定を行った。得られたアーキア細胞中でも、既知のメタン生成/メタン酸化アーキアと比較的に系統が近いと考えられた未培養アーキア由来のゲノム配列を決定した。得られたゲノム配列の遺伝子/タンパク質配列を公共データベース上の既知遺伝子/タンパク質を用いて相同性検索を行ったところ、予期せぬことに、アーキア細胞のみに由来すると考えていたゲノム配列からバクテリア細胞由来と考えられる16S rRNA遺伝子等が検出された。この原因は明らかにできてはいないが、セルソーターによる細胞分取の際に、2つの細胞を同時に回収してしまった可能性が高いと考えている。シングルセルゲノム解析と並行して開始をしたバッチ式培養法による培養系の観察も併せて行った。一部の培養系においては、ANMEアーキアに加えてThermoplasmata網に属する海底下未培養アーキア由来の16S rRNA遺伝子もクローン解析により検出され、バッチ式培養法によりアーキアが集積培養できている培養系が存在することが判明した。未培養アーキアの代謝活性の促進を目的とし、電気培養法による培養も開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
シングルセルゲノム解析においては、アーキア由来のゲノムDNAと一緒にバクテリア由来のゲノムDNAが回収されてしまったために、当初の計画よりも進行が遅れた。一方で、バッチ式培養法により未培養アーキアが集積培養できている培養系が存在することが明らかとなったことから判断して、区分(3)やや遅れているの評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られたゲノム配列情報からアーキア由来の情報を抽出可能かどうかの検討を行う。バッチ式培養法で得られた未培養アーキアを含んだ集積培養系に関しては、継代培養を継続して行うことで分離を目指す。未培養アーキアの代謝活性の促進を目的として開始した電気培養法による培養系に関しては、分子生態学手法を適用することでその培養状況の調査を行う。
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Research Products
(2 results)
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[Journal Article] A long-term cultivation of an anaerobic methane-oxidizing microbial community from deep-sea methane-seep sediment using a continuous-flow bioreactor2014
Author(s)
Aoki M, Ehara M, Saito Y, Yoshioka H, Miyazaki M, Saito Y, Miyashita A, Kawakami S, Yamaguchi T, Ohashi A, Nunoura T, Takai K, and Imachi H
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 9
Pages: e105356
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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