2016 Fiscal Year Annual Research Report
Deciphering the supporter microbes that facilitate syntrophic degradation in methanogenic ecosystem
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26630250
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
成廣 隆 国立研究開発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 (20421844)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 微生物ゲノム / 嫌気共生細菌 / メタン生成菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、メタン生成環境の代表例として、汚泥消化タンクなどに代表される嫌気性廃水処理プロセスを対象とし、シントロフィーによる有機物分解を担う嫌気性共生細菌（シントロフ）とメタン生成アーキア、およびシントロフィーを促進していることが推定されるBacteroidetes、Chloroflexi、Spirochaetes、Synergistetes、Thermotogae等の嫌気性微生物群の代謝機能をゲノム・メタゲノム解析により明らかにすることを試みた。前年度までに実施した酪酸等の脂肪酸を分解することが知られているSyntrophomonadaceae科の３種の微生物の比較ゲノム解析によって得られた情報を基盤とし、シントロフィーによる有機物分解を支える各種ヒドロゲナーゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、および電子伝達フラボプロテイン酸化型ヒドロゲナーゼ複合体（Fix）、フェレドキシン:NAD酸化還元酵素複合体（Rnf）、フラビン酸化還元酵素-ヘテロS-S結合還元酵素複合体（Flox-Hdr）等のエネルギー保存系をコードする遺伝子群を、Syntrophomonas、Pelotomaculum、Syntrophorhabdus等に近縁のシントロフのメタゲノム情報から見出した。その結果、これらの代謝機能がシントロフィーの促進と維持に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、メタン生成アーキアの比較ゲノム解析では、メタン生成反応の各段階を触媒する酵素遺伝子のシンテニーを比較し、Methanomicrobiaceae科に属するMethanoculleusやMethanofollisなどの水素利用メタン生成アーキアが、メタン生成に必要な一連の酵素遺伝子をゲノム上に連続して配していることが明らかとなり、シントロフ-メタン生成菌のペアリング形成にとって有利に働いていることが示唆された。
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