2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of 3D-gradient cultivation method for as-yet-uncultivated microorganisms growing in a narrow range of environmental conditions
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16K14663
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
加藤 真悟 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 次世代海洋資源調査技術研究開発プロジェクトチーム, 特任研究員 (40554548)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分離培養 / 難培養微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新奇の微生物を単一種として分離して室内で培養できるようにすることは、有用な微生物資源を次世代社会に残すための重要課題である。しかしながら、人類がこれまで分離してきた微生物は、地球上に存在する全微生物種の1%にも満たない。自然界では、様々な物理化学的な成分（温度、pH、塩分等）が勾配を形成しており、その勾配のなかで、多種多様な微生物がそれぞれ好みの「狭間の」条件下に生息している。本研究では、新奇の「好狭間微生物」を分離培養するための、１つの培養容器内に３つの物理化学成分の勾配を同時に形成する「３Ｄ勾配培養法」を開発することを目的とした。
初年度には、３Ｄ勾配培養法の基盤となる１Dおよび２D勾配培養法の開発に着手した。１D勾配培養法では、二価鉄と酸素の濃度勾配を、ひとつの培養容器内につくることに成功した。同培養法を用いて、汽水域の環境試料から、難培養性微生物の代表格として有名な微好気性鉄酸化バクテリア２株の分離培養に成功し、それらの成果をまとめた論文は国際誌に受理された。
最終年度は、ひとつの培養容器内に温度と酸素の２D勾配が作れることを確認し、陸上湧水域から新たに採取した試料を用いて、難培養性鉄酸化細菌の集積培養まで成功している。また、陸上温泉の試料を植菌元として、アンモニアを含む培地を連続的に培養容器に添加して、微生物の代謝によって基質の勾配をつくる連続培養法を試みたところ、難培養性好熱菌の集積培養に成功した。メタゲノム解析によってそれら好熱菌の代謝系を再構築したところ、アンモニア酸化菌や脱窒菌が含まれることがわかった。この成果は論文にまとめ、誌上発表した。当初の目的であった３D勾配培養法の確立までには至っていないが、本研究で確立した２D勾配培養法および連続勾配培養法は、今後の生物資源保全学および微生物学の発展に大いに貢献することが期待される。
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