酸性極限環境におけるバイオフィルム樹状構造化の謎とその金属元素循環への影響の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H03595
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 稲葉 知大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (90760439)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 由也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80711291)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: バイオフィルム / 休廃止鉱山

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では多種の微生物が群集構造体（バイオフィルム）を形成する分子機構を明らかにし、形成されたバイオフィルムの立体構造が周辺環境に与える機能を解析することで、元素循環を介した地球環境と微生物群集生態の相互作用を明らかにすることを最終的な目的としている。研究対象として、休廃止鉱山内に見られる、高度に発達した樹上構造を持つバイオフィルムを選定し、本年は硫黄や黄鉄鉱を産出した鉱山におけるバイオフィルムサンプルの詳細な解析を実施した。複雑な樹状に発達したバイオフィルムを目視により判別可能なマクロ構造ごとに分類し、メタトランスクリプトームおよびメタゲノム解析に供することで分子生物学的なプロファイルを取得した。さらにバイオフィルム立体構造について、詳細な光学的解析の実施を予定している。また分子生物学的な解析をさらに発展させマイクロバイオーム、トランスクリプトーム解析結果を立体構造情報と統合することを次年度以降目指す。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新型コロナウイルス感染症の流行状況を鑑み、国内の休廃止鉱山についてサンプル採取は進んでいないが、特に特徴的かつ大規模にバイオフィルムが観察された休廃止鉱山からはサンプルを採取することができており、バイオフィルムサンプルの中長期的な保存にも成功していることから予定していた分子生物学的および光学的分析が問題無く実施されている。次年度最終年度は予定する光学的、分子生物学的な解析を実施し、国内状況に対応して新規のサンプリングを実施することを予定している。

Strategy for Future Research Activity

採取・保存中のバイオフィルムサンプルについて、当初の予定通り、複数の顕微鏡を用いた相関顕微鏡法による可視化解析を中心に進めて行く、さらにオミックス解析の結果を詳細に分析し、必要に応じて追加の分子生物学的解析を実施する。新型コロナウイルス感染症の感染拡大防止にかかる制限が大幅に変更となる見込みのため、休廃止鉱山へのサンプリングについても管理者との調整のうえ進めていく。