2023 Fiscal Year Annual Research Report
Role of predator-prey interactions between magnetotactic bacteria and eukaryotic microorganisms on global iron cycle
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21K19071
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田岡 東 金沢大学, 生命理工学系, 教授 (20401888)
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2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 磁性細菌 / 鉄循環 / 微生物生態 / 生物間相互作用 / 磁気感知 / 細菌 / 原生生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁性細菌は、磁性細菌は海洋や湖沼などの水環境に偏在する細菌で、地磁気感知のために磁鉄鉱結晶を細胞内で合成する。そのため、細胞内に一般的な細菌の百から千倍量の鉄を含む。海洋中に流入する鉄のうち数%から50%が、磁性細菌に取り込まれるとの試算が報告されており、生物にとっての必須元素である鉄の供給に有意な役割が期待できる。本研究の目的は、水圏微生物生態系の鉄循環における磁性細菌の役割を評価し、磁性細菌の生態系への未知の貢献を検証することである。期間を通じた研究成果として、培養系において磁性細菌が原生生物に捕食されると細胞外の溶存鉄濃度が上昇することを見出した。また、淡水池から採取した底泥を含む試料から、自然界で磁性細菌を捕食する原生生物の単離同定に成功した。本年度は、磁性細菌の捕食が水環境中の微生物群集の種組成にどのような影響を及ぼすかを調べた。淡水池から採取した底泥を含む試料に磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1または大腸菌の菌体を添加し、14、22、30日後に、サンプリングを行いゲノムDNAを抽出した。得られた環境DNAを鋳型として16SリボソームRNA遺伝子のアンプリコンシーケンス解析を行った。その結果、磁性細菌添加区にいくつかの特徴的な細菌種の増加が認められ、Rhodobacteraceae属やPolynucleobacter属などの細菌の増加が磁性細菌添加区のみに確認された。このことは、磁性細菌の原生生物による捕食が微生物相への影響を及ぼすことを示唆している。本研究では、環境に偏在する磁性細菌が食物連鎖を通じて微生物生態系に及ぼす影響を実証した初めての研究となった。今後は、微生物群集の変化と磁性細菌から供給される鉄との相関を調べ、磁性細菌の生態系における役割を明らかにする
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