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2014 Fiscal Year Research-status Report

メタン・アンモニア酸化関連微生物検出手法の開発と応用

Research Project

Project/Area Number 25340016
Research InstitutionShibaura Institute of Technology

Principal Investigator

布施 博之  芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (30357925)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsメタン酸化酵素遺伝子 / アンモニア酸化酵素遺伝子 / 海洋環境 / メタン資化性菌 / 短鎖炭化水素資化性菌
Outline of Annual Research Achievements

銅欠乏状態の菌体を用いたエタン酸化の実験により、銅の欠乏状態においては、エタンの酸化活性が低下することから、エタン資化性菌ET-HIRO株、ET-SHO株においては、銅を活性中心とするメタン酸化型酵素(Cu-MMO)がエタンの酸化に関与していることが推定された。両株は2つのCu-MMO遺伝子群(clusterⅠ, Ⅱ)を有するが、エタン、ピルビン酸, グルタミン酸, イソブタンを生育基質としたET-HIRO株において, clusterⅠの発現は認められず、cluster Ⅱのみが構成的に発現していることが示された.また、両株のVOC分解試験により、VOCの分解能を有することが示された。
遠州灘沖の海泥試料から新規のエチレン資化性細菌ETY-TS株を単離した。TS株はCu-MMO様の初発酸化酵素遺伝子を有しており、エチレンによって誘導的に発現していることから、エチレン分解に関与していることが示唆された。TS株は様々なVOC類を分解することができ、バイオレメディエーションへの応用の可能性が示唆された。
上記を含む主要なメタン資化性菌・エタン資化性菌・エチレン資化性菌の分離保存株について、ドラフトゲノムの解析を行った。その解析から、エタン資化菌のiB-TB08W株が、3つのCu-MMO遺伝子群をもつことが、明らかになった。
また、これらの情報を基に、非メタン系Cu-MMO遺伝子検出用プライマーを設計し、Nested-PCRを行うことで環境中の遺伝子の検出が可能となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の研究目的としては、①新規な短鎖炭化水素類酸化微生物の分離と性質の解明、②分離菌株の情報に基づいたメタン・アンモニア酸化細菌等検出用の新規プライマーの合成、③それら微生物の環境中における分布調査、を掲げてきた。
全体の進行の速度自体はそれほど先に進んでいるわけではないが、当初、分離菌株の遺伝子については、個別にクローニング等により明らかにしていく予定であったところ、次世代シークエンサーの利用により、広い範囲でその遺伝的特性を明らかにすることができ、個々の微生物の特性をより広範囲に深く把握できるようになってきている。

Strategy for Future Research Activity

一応、検出用のプライマーの設計は終わったので、実海域の試料へその適応を図っていく。また、ドラフトゲノムの解析の終わった菌株について、その特異的遺伝子の解析を行っていくことにより、個々の微生物の特性をより明らかにしていき、さらに検出手法の改良を目指す。

Causes of Carryover

3月中に電子顕微鏡写真の撮影予定があったため、そのために取っておいたが、3月中に発注が間に合わなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

電子顕微鏡写真の撮影については、沈殿物の生成が問題となったので、その対処を検討し、使用する予定である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2014

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] 上越沖メタン湧出域を含む日本近海の海水中のメタン酸化細菌の分布2014

    • Author(s)
      劉園, 逸見彰大, 阿久津祥吾, 四方麻妃, 塩谷達也, 江晨, 布施博之 , 寺原猛, 今田千秋, 帆秋利洋, 沖田紀子, 吉田光毅, 海野圭祐
    • Organizer
      第6回メタンハイドレート総合シンポジウム講演集
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-12-03 – 2014-12-04
  • [Presentation] Cu-MMOを有する新規海洋性エチレン資化性細菌2014

    • Author(s)
      塩谷達也、寺原猛、今田千秋、羽部浩、布施博之
    • Organizer
      環境微生物系合同大会2014
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      2014-10-21 – 2014-10-24
  • [Presentation] 海洋性エタン資化性菌の諸性質とその初発酸化酵素遺伝子に関する研究2014

    • Author(s)
      朝重翔, 鈴木敏弘, 羽部浩、布施博之
    • Organizer
      環境微生物系合同大会2014
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      2014-10-21 – 2014-10-24
  • [Presentation] Methanotrophic Bacteria in Seawater around Japan.2014

    • Author(s)
      Fuse H., Henmi A., Akutsu S., Shikata M., Shioya T., Jiang C. Liu Y., Terahara T., Imada C., Yoshida K., Okita N., Habe H
    • Organizer
      Molecular Basis of Microbial One-Carbon Metabolism (Gordon Research Conferences)
    • Place of Presentation
      MA, USA
    • Year and Date
      2014-08-10 – 2014-08-15

URL: 

Published: 2016-05-27  

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