2014 Fiscal Year Annual Research Report
陸域地下圏の未知アーキア系統群：環境ゲノム情報と培養技術で切り拓くその新生物機能
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26710012
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
玉木 秀幸 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, 主任研究員 (00421842)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 未知微生物 / アーキア / 地下圏環境 / 環境ゲノム解析技術 / 培養技術 / 分離培養 / 難培養 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、陸域地下圏環境に棲息する未知アーキア群とその周辺微生物の実体を明らかにし、重要な生物地球化学プロセスにおいて地下圏の未知微生物群が果たす役割の解明を目指している。今年度は、国内外で採取した地下圏環境試料（地下湧熱水系、油田環境、ガス田環境、氷河堆積物環境等）を対象として、16S rRNA遺伝子の次世代シークエンス解析、シングルセルゲノム解析、メタゲノム解析、微生物学的解析、地球化学的解析を実施した。その結果、いくつかの地下環境には門や綱レベルの未培養アーキア系統群やバクテリア系統群が存在しており、地下環境の根源有機物の分解とメタン生成等の重要なプロセスに関与している可能性が示唆された。また地下湧熱水系や油ガス田環境の未知アーキア系統群と未知バクテリア系統群を対象にシングルセル解析を行ったところ、地下湧熱水環境から門や綱レベルの未知アーキアのシングルセルの獲得に成功するとともに、そのゲノムを増幅し、ドラフトゲノムを解読することに成功した。さらに、未知・未培養微生物系統群を豊富に内包する陸域地下圏試料を対象として、集積培養化を試みている。今後は、未知アーキア、バクテリアの安定維持集積培養化と純粋分離を試みるとともに、環境ゲノム解析技術を駆使しながらそれらの機能解明を進めてゆく予定である。
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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
本研究課題における取組みにより、多様な陸域地下圏環境におけるアーキアと周辺微生物群の多様性ならびに群集構造を明らかにしてきており、いくつかの地下圏環境からは未知アーキア系統群、未知バクテリア系統群の発見に至っている。またさらに、地下湧熱水環境からは、世界中の地下圏環境に幅広く棲息し、地下圏における生物地球化学プロセスに重要な役割を果たすと想定されている門レベルの未知アーキア系統群のシングルセルを獲得し、ゲノム増幅ならびにゲノム解読に成功するなど重要な成果を挙げてきている。また、未知アーキアや未知バクテリアが豊富に存在する地下圏環境を対象に集積培養化にも着手するなど、本研究は概ね順調に進展してきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、今年度地下湧熱水環境試料から解読に成功したシングルゲノム情報を詳細に解析し、その基幹代謝機能や生理生態機能の解析を進めるとともに、それらの情報を活用しながら未知アーキア系統群ならびにその周辺微生物の集積培養化を実現したいと考えている。またその他の陸域地下圏環境についても、未知アーキアや未知バクテリア系統群が豊富に存在する試料を対象として、環境ゲノム解析、微生物学的解析ならびに地球化学的解析を進めるとともに、環境ゲノム情報を活用しながら、未知アーキア系統群とその周辺微生物群の培養化、生理生態機能の解明、ならびに陸域地下圏環境における未知アーキア群の生物地球化学的役割の解明に挑む。
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| Causes of Carryover |
今年度は、主に既に採取済みの陸域地下圏環境試料を用いて研究を進めてきており、順調に研究成果を挙げてきているが、次年度は、今年度有望だと判明した陸域地下圏環境において新たに試料を採取し、各々の環境において分子生態解析や地球化学分析、微生物解析を実施予定にしており、経費の増加が見込まれるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度有望だと判明した陸域地下圏環境において新たに試料を採取し、各々の環境において分子生態解析や地球化学分析、微生物解析を実施予定にしており、それらにかかる経費として使用する予定である。
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[Journal Article] Halomonas sulfidaeris-dominated Communities Inhabit 1.8km-deep Saline Sandstone Reservoirs2014
Author(s)
44.Dong Y, Kumar CG, Chia N, Kim PJ, Miller PA, Price ND, Cann I, Flynn T, Sanford R, Krapac IG, Locke RA, Hong P, Tamaki H, Liu WT, Hernandez AG, Wright CL, Mikel MA, Walker JL, Sivaguru M, Fried G, Yannarell AC, Mackie R, Fouke BW
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Journal Title
Environmental Microbiology
Volume: 16
Pages: 1695-1708
Peer Reviewed
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[Journal Article] Methylocaldum marinum sp. nov., a novel thermotolerant methane oxidizing bacterium isolated from marine sediments2014
Author(s)
52.Takeuchi M, Kamagata Y, Oshima K, Hanada S, Tamaki H, Marumo K, Maeda H, Nedachi M, Hattori M, Iwasaki W, Sakata S
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Journal Title
Int. J. Syst. Evol. Microbiol.
Volume: 64
Pages: 3240-3246
Peer Reviewed
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