2017 Fiscal Year Research-status Report
陸域有機物の海洋流入増大に備えたリグニン動態追跡用分子マーカーの樹立
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15KT0123
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
大田 ゆかり 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, グループリーダー代理 (40399572)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秦田 勇二 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (20399562)
渡邊 隆司 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80201200)
西村 裕志 京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (50553989)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | リグニン / 海洋微生物 / 芳香族微生物代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、海洋に流入する陸域由来の有機炭素（Terrestrial Organic Carbon; TOC）に含まれるリグニンの動態を追跡するために有用な分子マーカーを見出すことを目的としている。
H28年度までに、リグニンを模した低分子合成モデル化合物ならびにリグニンを含有する植物からの抽出画分に対する代謝試験を実施した。各粗リグニン画分から培養に伴い生成される代謝物を解析した結果、それぞれの微生物が持つ特徴的なバイオマス分解酵素活性に依存する一連の代謝物を見出した。
そこでH29年度には、リグニン主要結合特異的開裂を担うCα位酸化酵素活性、エーテラーゼ活性、ならびにバイオマスヘミセルロース画分分解に重要な役割を果たすフェノール酸エステラーゼ活性を持つ微生物のゲノム配列を解析し、その系統的位置付けや代謝の遺伝的ポテンシャルを調査した。バイオマス変換に重要と予測される酵素をコードすることが予測される塩基配列については、組換え酵素を作成し、その活性や酵素学的特徴を検査した。
また、上記株がリグニン含有植物バイオマス粗画分を代謝した際に起こる低分子化合物の変化を、液体クロマトグラフィー質量分析（LCMS)で網羅的に解析した。その結果、草本と木材から得られた抽出物に共通する微生物代謝物分子を培地中に検出した。
一方、海洋沈木に存在する微生物叢を16S、18S RNA配列のアンプリコンシーケンスによって調査し、陸域由来植物バイオマスの分解過程で特徴的に出現する微生物叢組成とそのキープレーヤーを推定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H29年までに計画した、基準株の16S rDNAに基づく分類学的位置付を決定した。また、植物バイオマスを添加して培養した際に見いだされる特徴的な代謝物を検出することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに検出した注目すべき普遍的な代謝物について、その詳細な構造情報を調査するとともに、環境中からこれを検出することが出来るかどうか試験する。
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| Causes of Carryover |
H29年度には、分離株のゲノム塩基配列解析を外部委託する予定であった。しかし、分離株のゲノム配列解析を研究機関内で実施することができたため、DNA配列解析費用を抑えることができた。H30年に、本課題で繁用するLCMS分析において安定した結果が得られるよう、定期メンテナンスパーツの購入のための費用として使用する。
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