2013 Fiscal Year Research-status Report
ゲノム解析と培養試験による海洋のメタン酸化微生物群の共生機構の解明
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25450265
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
竹内 美緒 独立行政法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 主任研究員 (20357403)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 環境微生物 / メタン酸化細菌 / メタン / 海洋細菌 / ゲノム / 微生物間共生 |
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| Research Abstract |
本申請課題では，海洋から得られたメタン酸化細菌を含む，メタンのみで増殖する微生物の３者培養系の微生物間共生関係の解明を目的とし，ゲノム解析ならびに培養試験を実施する。３者培養系の中で，メタン酸化細菌S8 株とメタノール酸化細菌Gela4 株の２者の密接な関係が示唆されたことから，これらに集中して解析した。Gela4株については，イルミナによるペアエンド法解析ならびにウォーキング解析によるギャップクロージングを試み，3,424,964bpの完全ゲノムデータを取得することができた。S8株については，イルミナによるペアエンド法解析に加えPacBioシークエンサーによる解析を追加した（まだ完全ゲノムには至っていない）。これら最新のゲノム情報を解析した結果，Gela4株ではメタノール酸化酵素遺伝子 (mxaF)が存在するが，メタン酸化酵素遺伝子は存在しないことが確認され，共生培養系ではメタン酸化細菌がメタンから作り出したメタノールを利用していると考えられた。また，serine hydroxymethyltransferase遺伝子は存在していたものの，3-hexulose-6-phosphate synthase遺伝子は存在せず，セリン経路を用いたC1化合物の資化を行っていることが明らかになった。また，遺伝子解析の結果と培養試験の結果からGela4株は新属と考えられたことから，Methyloceanibacter caenitepidi として提案を行った (Takeuchi et al., 2014)。S8株では，メタン酸化酵素遺伝子（pmoA, mmoX）が確認された。メタン酸化酵素遺伝子や16S rRNA 遺伝子の解析結果ならびに培養試験の結果からS8株はMethylocaldum属の新種と考えられたことから新種提案を行っている（Takeuchi et al. リバイズ中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
対象微生物のうち，１株については完全ゲノム情報の取得に成功した。また，もう１株についても完成度の高いドラフトゲノム情報を得ることができている。また，生理学的試験の結果をもとに，これら２株の微生物について，新属，新種記載論文を執筆し，１件は掲載済，もう１件もリバイズ中であり，近日中に受理される予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は各微生物の単独増殖時，共生増殖時についてトランスクリプトーム解析を実施し，発現している遺伝子の差を確認する予定である。これによって，共生時に特異的に発現しているシステムを特定し，共生関係を解明することができると考えている。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度予定していたゲノム解析が，連携研究者の協力もあり，予定より小額で実施することができた。
当初予定ではゲノム解析のみ実施予定としていたが，微生物間共生関係の解明には発現遺伝子を解析するトランスクリプトーム解析を加えることが非常に有力である。そこで，トランスクリプトーム解析の実施を追加する計画である。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Methyloceanibacter caenitepidi gen. nov., sp. nov., a novel facultatively methylotrophic bacterium isolated from marine sediments near the hydrothermal vent area2014
Author(s)
Takeuchi, M., Katayama, T., Yamagishi, T., Hanada, S., Tamaki, H., Kamagata, Y., Oshima, K., Hattori, M., Marumo, K., Nedachi, M., Maeda, H., Suwa, Y., and Sakata, S.
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Journal Title
Int J Syst Evol Microbiol
Volume: 64
Pages: 462-468
DOI
Peer Reviewed
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