2013 Fiscal Year Annual Research Report
モデル微生物共生系を用いた酢酸分解メタン生成機構の解明
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24880035
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
加藤 創一郎 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, 研究員 (30597787)
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| Project Period (FY) |
2012-08-31 – 2014-03-31
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| Keywords | 微生物 / メタン生成 / 酢酸 / アンモニア阻害 / 高圧力 |
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| Research Abstract |
酢酸からの微生物によるメタン生成には酢酸利用メタン生成菌単独による経路（単独型）と酢酸酸化細菌と水素利用メタン生成菌との共生による経路（共生型）の二種類の経路が存在する。本研究では、異なる2つの酢酸分解メタン生成経路に対し高濃度アンモニア、および高圧力がどのような影響を及ぼすのかを、各経路を触媒する代表的な菌株を用いたモデル共生系を用いて調査した。高濃度アンモニアによるメタン生成阻害の研究では、各微生物の純粋培養およびモデル共生系の培養実験の結果、単独型のメタン生成が顕著にアンモニア阻害に弱いことを見出した。さらに単独型のメタン生成菌に対し詳細な生理学的解析および遺伝子発現解析を行うことで、細胞内pHホメオスタシスの崩壊、メタン生成酵素群の直接的な阻害、細胞内酸化ストレスの上昇といった様々な要因がアンモニア阻害により引き起こされることを明らかとした。高圧力がメタン生成に及ぼす影響の研究に関しては、各微生物種の純粋培養およびモデル共生系を高い静水圧力下（～15MPa、150気圧相当）で培養可能なシステムの構築に成功した。各種培養実験の結果、高圧力は各メタン生成経路に抑制的に働くが、特に共生型への抑制効果が大きいことが明らかとなった。遺伝子発現解析の結果、高圧力条件ではシャペロンタンパクや細胞膜・細胞壁合成酵素の発現変動が顕著であり、変性タンパク質の構造回復や細胞膜・細胞壁構造の変化が高圧力条件でのメタン生成に必須であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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