2012 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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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 硫黄循環 / メタゲノム / プロテオミクス / 硫酸還元 / 湖沼 / 硫黄酸化 / 機能遺伝子 / 群集構造 |
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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（北海道オコタンペ湖）を採取し、微生物由来のDNAを抽出し、群集構造解析並びにメタゲノム解析を行ったその結果、優占種である糸状性硫黄酸化細菌Thioplocaゲノム構築に成功した。同時に、付着菌のゲノム解析も試みている。今後、これらのメタゲノム情報およびプロテオーム解析情報を基に、「場のメタボリックマップ」作成を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当該年度は、前年度に引き続き、新学術「ゲノム支援」の支援課題に採択され、環境試料のメタゲノム解析が加速的に進んだことによる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現場の「メタボリックマップ」の作成には、環境試料からのメタゲノム情報が必須となるため、今年度も、新学術領域「ゲノム支援」に応募する。それにより、本研究課題の目的は、当初の計画以上の進展が期待される。さらに、優占種のゲノムおよびプロテーム解析により、水界現場の実際に行われている硫黄循環プロセスを解明する。
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