メタン酸化酵素遺伝子を有する未培養微生物の網羅的系統分類とrRNAアプローチ

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K14777
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 松浦 哲久 金沢大学, 地球社会基盤学系, 助教 (90771585)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: メタン酸化細菌 / 16S rRNA遺伝子 / 機能遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

原核微生物の生理学的機能と分子系統分類は基本的かつ重要な情報であるにも関わらず，分離培養やゲノム解析などを介さないと、その両者を関連付けて把握することはできない。中でもメタン酸化細菌はメタン酸化酵素遺伝子（pmoA遺伝子）を持っている種が多く報告されているものの、その系統が明らかでない種が多く存在する。申請者はこれまでの研究で、生理学的機能と分子系統分類を簡単かつ網羅的に解析するために、機能遺伝子と系統（16S rRNA遺伝子）を結びつけるアイディアの創成を行ってきた。そこで本研究では、本技術を未培養のメタン酸化細菌に適用し、その系統および生態を明らかにすることを目的とした。今年度は、これまでの研究の不十分なところの検証を行い、行き続き技術開発に取り組むために下記の実験を実施した。1)微生物をシングルセルで解析するためにエマルジョン作成の検討を実施した。いくつかの参考文献を元にエマルジョンを作成したが、昇温すると形成したエマルジョンが崩壊してしまった。そこで、関連する他の試薬をいくつか試したところ、複数の試薬において安定したエマルジョンの形成が確認できた。2) 次にメタン酸化細菌から抽出したDNAをエマルジョンに包埋し16S rRNA遺伝子とメタン酸化酵素遺伝子のPCRを実施した。その結果、双方の遺伝子断片を電気泳動から確認できた。一方で、PCR産物量が少ないことから、PCRの阻害やエマルジョンからのPCR産物の回収ロスなどが若干課題として残った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

一定の研究成果はあったものの、安定したエマルジョン形成の条件を見出すのに時間を有した。また、エマルジョン内でのPCRにも若干の課題を残しているため。

Strategy for Future Research Activity

次年度早々に今年度予定していたエマルジョン内で遺伝子結合PCRを実施する。学生を配置するなどして加速して研究を進め、当初の研究計画通りに進める。

Causes of Carryover

今年度は、様々な技術的課題が存在することが判明し、それらの課題を回避するための新たなアイデアの検討や技術開発を実施する必要があった。そのため、当初の計画通りに予算執行が進めることができなかった。
次年度は加速して研究を進め、今年度実施できなかったシークエンシングに関する試薬等に充てる予定である。