2010 Fiscal Year Annual Research Report
環境オミクス手法による寒冷圏水界の微生物学的硫黄循環の解明
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22370005
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
福井 学 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60305414)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 久弥 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (70400009)
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| Keywords | 硫黄循環 / ゲノミクス / 微生物 / 群集 / 代謝 / 機能遺伝子 / 湖沼 / 硫酸還元 |
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| Research Abstract |
水界における微生物学的硫黄循環は、炭素及び窒素循環とも深く関連した生態系における重要なプロセスであるが、依然不明な点が多い。特に、地球温暖化に対して脆弱である寒冷圏における硫黄循環過程の全容の解明は急務である。しかし、硫黄循環は個々の素過程が複雑に絡み合っているため、従来の代謝測定法や微生物群集解析法では現場の物質代謝を解明することが困難である。そこで、本研究は、水界現場から微生物由来のゲノム及びタンパク質を直接解析する環境オミクス手法により、微生物学的硫黄循環の潜在的な代謝経路および活性を網羅的に解明することを目的とする。現場環境から微生物由来のゲノムやタンパク質を直接解析することを、本研究では「環境オミクス手法」(メタゲノミクスとメタプロテオミクスと組み合わせた解析法)と呼ぶこととする。環境オミクス手法では、DNAを解析することによって現場に存在する微生物群集の潜在的な能力を検出し、タンパク質を解析することで実際に機能している代謝経路を特定することを目指した。寒冷圏湖沼の硫黄循環にかかわる微生物を現場から試料を採取し、集積培養し、純粋培養を行った。その結果、新規の硫黄酸化細菌および硫酸還元菌をそれぞれ数株単離することに成功した。環境中での硫黄酸化にかかわる「場のメタボリックマップ」を作成するためには、微生物のゲノム情報が必須である。そのため、上記の新規微生物株のゲノム解析を行ったところ、ドラフトデータを得、硫黄代謝にかかわる遺伝子を見出すことができた。今後、これらのゲノム情報を精査し、プロテオーム解析に資する。
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