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2013 Fiscal Year Annual Research Report

陸域地下圏のメタンフラックスに関与する未知アーキア系統群の発見と新生物機能の解明

Research Project

Project/Area Number 23681044
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

玉木 秀幸  独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (00421842)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords未知アーキア / 陸域地下圏 / 16S rRNA遺伝子 / 環境ゲノム / 次世代シークエンス / 分離培養 / 生物地球化学 / ゲノム
Research Abstract

本研究は、陸域地下圏環境に棲息する未知・未培養アーキア群とその周辺微生物の実態を明らかにし、メタンフラックス等の重要な生物地球化学プロセスに果たす未知微生物群の役割の解明を目指している。本年度は、まず昨年度に引き続き次世代シークエンス解析技術を用いて、陸域地下圏環境における未知アーキア系統群の探索を実施した。その結果、氷河堆積物や地下湧熱水環境において未知アーキア系統群を発見する事に成功した。特に、氷河堆積物環境からはこれまでにほとんど認知されていない門、綱あるいは目レベルの未知未培養アーキア系統群を特定した。また、地下湧熱水環境からも門あるいは綱、目レベルの未培養アーキア系統群を見出した。また油ガス田環境では、門レベルの未知バクテリアとともにメタン生成菌に比較的近縁の新規アーキアが存在していることが判明した。そこで、以上の陸域地下圏環境試料を用いてシングルセルソーティングを行うとともにゲノム増幅を試みたところ、一部の未知微生物についてシングルセルゲノムの獲得に至った。また同時に、これらの未知微生物の培養化を試みており、いくつかの未知アーキアについては集積培養化に至った。また新しい機能を有したメタン生成アーキアを純粋分離し、そのゲノムを解読するとともにトランスクリプトーム解析を実施し、分離したメタン生成アーキアが非常にユニークな代謝機能をもつ事を明らかにした。このように、これまでほとんど明らかにされていなかった陸域地下圏環境の未知アーキアとその周辺微生物の実態に一歩迫る成果を挙げた。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Halomonas sulfidaeris-dominated Communities Inhabit 1.8km-deep Saline Sandstone Reservoirs2014

    • Author(s)
      Dong Y, Kumar CG, Chia N, Kim PJ, Miller PA, Price ND, Cann I, Flynn T, Sanford R, Krapac IG, Locke RA, Hong P, Tamaki H, Liu WT, Hernandez AG, Wright CL, Mikel MA, Walker JL, Sivaguru M, Fried G, Yannarell AC, Mackie R, Fouke BW
    • Journal Title

      Environmental Microbiology

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The genome of Syntrophorhabdus aromaticivorans strain UI provides new insights for syntrophic aromatic compound metabolism and electron flow2014

    • Author(s)
      Nobu M, Narihiro T, Tamaki H, Qiu YL, Sekiguchi Y, Woyke T, Goodwin L, Davenport KW, Kamagata Y, Liu WT
    • Journal Title

      Environmental Microbiology

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] メタゲノム解析により見出された温泉環境に優占する未培養巨大鎌状細菌の硫黄代謝2013

    • Author(s)
      玉澤聡、玉木秀幸
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 71 Pages: 338-340

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CO2 concentration dictates alternative methanogenic pathways in oil reservoir2013

    • Author(s)
      Mayumi D, Dolfing J, Sakata S, Maeda H, Miyagawa Y, Ikarashi M, Tamaki H, Takeuchi M, Nakatsu CH, Kamagata Y
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 4 Pages: 1998

    • DOI

      10.1038ncomms2998

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 無酸素環境におけるメタンの生成と消費サイクル2013

    • Author(s)
      鎌形洋一、玉木秀幸
    • Journal Title

      生物の科学 遺伝

      Volume: 64 Pages: 586-590

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 大規模シークエンス解析時代の未知微生物探索2013

    • Author(s)
      玉木秀幸
    • Journal Title

      日本乳酸菌学会誌

      Volume: 24 Pages: 1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Methyloceanibacter caenitepidi gen. nov., sp. nov., a novel facultatively methylotrophic bacterium isolated from marine sediments near the hydrothermal vent area2013

    • Author(s)
      Takeuchi M, Katayama T, Yamagishi T, Hanada S, Tamaki H, Kamagata Y, Ohshima K, Hattori M, Marumo K, Nedachi M, Maeda H, Suwa Y, Sakata S
    • Journal Title

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      Volume: 64 Pages: 1359-1364

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 培養法で切り拓く未知微生物の新機能2014

    • Author(s)
      玉木秀幸
    • Organizer
      日本農芸化学会2014大会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      20140330-20140330
    • Invited
  • [Presentation] 第三のドメイン「アーキア」:その世界的な研究動向と最近のトピック2013

    • Author(s)
      玉木秀幸
    • Organizer
      第29回日本微生物生態学会
    • Place of Presentation
      鹿児島県鹿児島市
    • Year and Date
      20131124-20131124
    • Invited
  • [Presentation] 分離培養を通して見える複合微生物生態系の世界2013

    • Author(s)
      玉木秀幸
    • Organizer
      第44回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      愛知県浜松市
    • Year and Date
      20131102-20131102
    • Invited
  • [Presentation] 環境オミックス情報解析時代の未知・未培養微生物の探索と資源化2013

    • Author(s)
      玉木秀幸
    • Organizer
      日本微生物資源学会第20回大会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      20130628-20130628
    • Invited
  • [Book] 環境と微生物の辞典2014

    • Author(s)
      玉木秀幸
    • Publisher
      朝倉出版
  • [Remarks] CO2地中貯留がもたらす地下微生物生態系への影響を解明

    • URL

      https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20130613/pr20130613.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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