基質・生成物の可逆代謝能を利用した酢酸酸化細菌の網羅的分離培養および多様性解析

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K06336
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 服部 聡 山形大学, 農学部, 准教授 (40373352)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 酢酸酸化細菌 / 還元的酢酸生成細菌 / メタン生成古細菌

Outline of Annual Research Achievements

本研究では絶対嫌気環境下において独立栄養あるいは従属栄養代謝により還元的に酢酸を生成する真正細菌（還元的酢酸生成細菌）及びその逆反応を担う酢酸酸化細菌を研究対象として、分離培養によりこれらの細菌を取得すること及び菌叢解析により多様性を明らかにすることを目的とした。本年度は前年度にハス泥炭から得られた絶対嫌気集積培養系（メタノール、ギ酸、H2/CO2等）から純粋培養により当該細菌を取得することを試みた。その結果、H2/CO2を基質として用いた独立栄養集積培養系から、分離株（KM-9株）を得た。サンガー法により当該分離株の16S rRNA遺伝子配列を決定、相同性解析を行った結果、還元的酢酸生成細菌の１つであるAcetobacterium malicumと96%の相同性であったことから、当該細菌はAcetobacterium属の新種レベルに相当する新規性を有していることが示唆された。一方、メタン生成古細菌においては継代培養が難しく純粋分離には至らなかった。また、メタノールを基質とした従属栄養培養系からLacrimispora属を、H2/CO2を基質とした培養系からRomboutsia属に属する細菌を取得した。これらは還元的酢酸生成細菌の炭酸固定経路Wood/Ljungdahl pathwayに関わる遺伝子を保有していることから、ハス泥炭には多様な還元的酢酸生成細菌が生息している可能性が考えられた。なお、還元的酢酸生成細菌の分離過程において、H2/CO2培養系からBacteroidales目に属する細菌を取得（KM-10株）した。当該細菌は近縁な細菌種との相同性が87%と低く、新科レベルに相当する新規性を有していることが示唆された。これらの結果から、ハス泥炭は還元的酢酸生成細菌を含む多様な絶対嫌気性細菌を取得する上で有用な分離源であることが示唆された。