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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Investigation of biosilicification mechanism in geothermal environment

Research Project

Project/Area Number 26292182
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

土居 克実  九州大学, 農学研究院, 教授 (40253520)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田代 康介  九州大学, 農学研究院, 准教授 (00192170)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsシリカスケール / メタゲノム / Thermus / シリカ誘導性タンパク質 / γ-Proteobacteria門 / プロモーターアッセイ
Outline of Annual Research Achievements

塩濃度の高い臨海域の小浜温泉の地熱熱水で形成したシリカスケールおよび地熱熱水からそれぞれゲノムDNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いて地熱熱水およびシリカスケール中に存在する微生物の16SrRNA遺伝子配列を解析するための菌体DNA抽出法を検討し、得られた最適方法によりDNAを分離、微生物相を解析した。
この結果、地熱熱水とシリカスケール中の微生物相には大きな差異が認められ、地熱熱水中で最も多く検出されたのは、グラム陰性の好熱性細菌で温泉や海底火山近傍に生息し、水素を酸化して増殖することを特徴とするAquificae門に属する細菌であり、この他に、高度好熱性細菌であるThermus属、Geobacillus属、超好熱アーキアが検出された。一方、シリカスケール中にはγ-Proteobacteria門に属するグラム陰性細菌(Pseudomonas属、Marinobacter属、Paenibacillus属)が多数含まれていることがわかった。これらの菌群の差異がシリカスケール形成に関与することが推察でき、シリカスケールのみで検出された微生物種の単離を行った。
一方、シリカスケール形成機序となるシリカ誘導性タンパク質をコードする遺伝子の推定プロモーター領域下流に Thermus sp. A4 由来の β-galactosidase (β-gal)遺伝子をレポーターとしてプロモーター活性を測定した。その結果、 400ppm 及び 600ppm シリカ添加による発現誘導が確認された。この発現誘導は、培養 2 時間後には確認され、本プロモーターはシリカ添加に迅速に応答すると考えられた。
以上より、熱水中におけるシリカスケール形成は、Thermus属細菌のシリカ誘導性タンパク質の発現に端を発し、γ-Proteobacteria門グラム陰性細菌が主たるスケール形成菌であると推察した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017

All Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Presentation] Characterization and analysis of domain-function relationship in thermostable endolysin from template bacteriophage φOH22018

    • Author(s)
      Mina Kim, Mayu Hirose, Martono Hindra, Yuko Nagayoshi, Toshihisa Oshima, Yasuhiro Fujino, Katsumi Doi
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] エマルションドロップレットを用いた微生物培養2018

    • Author(s)
      村井 雄大, 森田 直樹, 土居 克実, 久原 哲, 田代 康介, 牟田 滋
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] Thermus thermophilusを宿主とするシリカ誘導性異種タンパク質発現システムの構築2018

    • Author(s)
      藤野 泰寛, 渡邉 修平,土居 克実
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] 発酵現場より単離した乳酸球菌ファージQ1の特性およびゲノム解析2018

    • Author(s)
      山迫 彩華, サンソントトマス シリンシオン, 藤野 泰寛, 土居 克実
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] 好熱好アルカリ性Geobacillus toebii OIT60-9-2株を宿主とするウイルスφIN1の分離・性状解析2018

    • Author(s)
      渡邊 恭伸, 大森 勇門, 土居 克実, 尾崎 清和, 大島 敏久
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] 地熱環境より分離した Thermus 属繊維状ファージのゲノム比較2018

    • Author(s)
      永吉 佑子,相川 浩輝,中村 彩乃, 渡邉 修平,藤野 泰寛,土居 克実
    • Organizer
      日本ゲノム微生物学会第12回年会
  • [Presentation] ファージ由来溶菌タンパク質Holinの膜穿孔機構を応用したガン細胞へのアポトーシス誘導2017

    • Author(s)
      千羽啓太,黒木未知瑠,白澤拓海,原田額郎,藤野泰寛,片倉喜範, 土居克実
    • Organizer
      第24回日本生物工学会九州支部 沖縄大会
  • [Presentation] 各種ガン細胞におけるバクテリオファージ由来溶菌タンパク質Holinのアポトーシス誘導2017

    • Author(s)
      千羽 啓太, 黒木 未知瑠, 白澤 拓海, 原田 額郎, 片倉 喜範, 土居 克実
    • Organizer
      日本分子生物学会第40回年会
  • [Presentation] Characterization of Lactobacillus paracasei phageΦT25 from fermented milk in Thailand2017

    • Author(s)
      Sirinthorn Sunthornthummas,Onanong Pringsulaka,Yasuhiro Fujino, Katsumi Doi
    • Organizer
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部2017年度合同大阪大会
  • [Presentation] クテリオファージ研究の新世紀  ~ナノ材料創製からガン治療まで~2017

    • Author(s)
      土居克実
    • Organizer
      第54回化学関連支部合同九州大会
    • Invited
  • [Book] アーキア生物学2017

    • Author(s)
      永吉 佑子, 土居 克実
    • Total Pages
      212
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      978-4-320-05785-2

URL: 

Published: 2018-12-17  

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