2022 Fiscal Year Research-status Report
Isolation of diverse carboxydotrophs and identification of their primordial energy conservation
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21K15024
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
福山 宥斗 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生命理工学センター), ポストドクトラル研究員 (70880813)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 微生物代謝 / 一酸化炭素 / 微生物分離 / オミクス解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子地球は酸素を含まない還元的な環境であり、一酸化炭素(CO)は原始大気に普遍的に存在すると考えられる。COは強い還元力を有し金属含有酵素と容易に結合することでその活性を阻害するため、多くの生物にとって有毒な無色無臭のガスとして知られる。一方で極一部の微生物(CO酸化菌)は、このCOをエネルギー・炭素源として利用可能であり、好熱嫌気性CO酸化菌は原始地球から現在に至るまで始原的なエネルギー保存様式を保存してきたと期待される。しかし、既知のCO酸化菌は分離に乏しく、系統的に限られる上にそのエネルギー代謝も理論的に存在が推定される仕組みの一部に留まる。これの原因は、原始地球でもあり得ない高濃度のCO雰囲気下の培養条件にあると仮説立てた。そこで、本研究は低濃度のCOを添加した集積培養系より分離株を獲得し、オミクス解析によりCO酸化を起点とする始原的かつ多様なエネルギー保存様式を明らかにすることを目的とした。前年度に構築した気相CO10%雰囲気下での集積培養系に加えて、本年度も深海熱水噴出孔、海底堆積物、陸上熱水環境由来の環境サンプルを播種源として、複数の集積培養系を構築し、これらから新規に5種のCO酸化菌を純化した。この際、CO酸化菌の純度は集積培養系に対する気相分析や16Sアンプリコン解析で確認した。新規に純化したCO酸化菌には、これまでにCO酸化能が認められていない種も含まれており、今後の詳細な性状解析やゲノム解析の対象とする。
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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
昨年度と比較して、地域・環境ともに多様性の異なる播種源のサンプリングに成功し、これらからCO酸化菌の純化に成功した。系統的にも新奇なCO酸化菌が含まれ、今後の詳細な解析でその新奇なCO酸化能の解明が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度も継続して、深海熱水噴出孔、海底堆積物、陸上熱水環境からCO酸化菌の分離を試みる。加えて、既に純化が確認されたCO酸化菌は、ゲノム解析やCO酸化能の評価といった基本的な解析に加えて、CO雰囲気下での網羅的な転写解析等を実施する予定である。
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