2021 Fiscal Year Research-status Report
菌叢中の “単離できない微生物”の役割を可視化する革新的菌叢解析技術の開発
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19K06230
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| Research Institution | Niihama National College of Technology |
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Principal Investigator |
喜多 晃久 新居浜工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (00555162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡村 好子 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 教授 (80405513)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | キチン分解有機酸発行菌叢 / GlcNAc分解菌 / RHa-RCA-FISH / 細菌間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に単離したN-アセチルグルコサミン（GlcNAc）分解菌の分子系統解析を行ったところ、全てBacillus属細菌であることが明らかとなった。さらに今年度、GlcNAcを炭素源として新たにスクリーニングを行った結果、Vibrio属の近縁種を単離することができた。16S rRNA遺伝子配列解析の結果、この単離菌は本菌叢の優占種の1つであることが明らかとなったが、やはりキチンを単独で分解することができなかったため、他のキチン分解菌との共生関係が推測された。
また、オリジナルのキチン分解メタン発酵菌叢の培養液から、有機酸のみを生産する有機酸発酵菌叢を分離することに成功した。このキチン分解有機酸発酵菌叢は、微生物付着担体としての海洋底泥を必要としないため、キチンが分解されていく過程も観察できるようになった。その結果、顕微鏡観察により、キチン結晶の周りに多数の菌が付着している様子を初めて観察することができた。このキチンに付着している菌が直接キチンを分解し、その分解物をその他の微生物が資化する共生系の存在が示唆された。菌叢解析を行ったところ、Christensenella属、Clostridium属、Ruminococcus属の近縁種が重要な役割を担っていることが推定された。
一方、モデル菌叢であるアルギン酸分解菌叢中で、RHa-RCA-FISHによる遺伝子発現の可視化を試みた結果、アルギン酸分解を担うMangrovibacterium菌体内で蛍光顆粒が観察され、可視化に成功した。
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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
一部方針を変更して目標を達成した。
新たにGlcNAc分解菌（Vibrio属）の単離に成功し、本菌叢の優占種の1つであることが明らかとなった。また、オリジナルのキチン分解メタン発酵菌叢から、微生物付着担体としての海洋底泥を必要としないキチン分解有機酸発酵菌叢を分離することに成功し、顕微鏡観察により、キチン結晶に付着するキチン分解菌の存在を観察することに初めて成功した。このキチン分解菌が直接キチンを分解し、その分解物をその他の微生物が資化する共生系の存在が示唆された。
一方、キチン分解菌叢へRHa-RCA-FISHを行うためのモデル菌叢であるアルギン酸分解菌叢中で、アルギン酸分解遺伝子を発現するMangrovibacteriumに対しRHa-RCA-FISHを適用して、発現の可視化に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
16S rRNA遺伝子配列特異的なFISHによりキチンに付着していた微生物の特定を試みる。また、キチン分解の当事者を蛍光標識・個別分離・１細胞ゲノム解析をおこない、単菌分離が困難な理由を探る。
さらに、キチン付着菌の単離を試み、これまでに単離したグルコサミン分解菌との共生関係の有無を調べる。また、これまでの成果を論文化する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により、研究ができなかった時期が生じたため、研究成果の論文化に遅れが生じたため。次年度使用額は、これまでの研究成果の論文化（英文校正、投稿料など）に使用する。
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