地球規模での炭素循環に関わる未知古細菌群の網羅的分離・培養

• 研究課題/領域番号: 06J04663
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 酒井 早苗 長岡技術科学大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 環境微生物 / 分離・培養 / 古細菌 / メタン生成古細菌

研究概要

近年の16S rRNA遺伝子情報の蓄積とその分子系統解析の結果から環境中には未だ分離培養されていない古細菌が多数存在することが明らかとなっている。そこで本研究ではそれら未培養な古細菌の分離培養を試みた。
水田環境中に優占的に存在し水田からのメタン生成に大きく関与していることが示唆されている未培養な古細菌のグループであるRice ClusterI(RC-I)に注目し、分離・培養を試みた。その結果RC-Iグループ初の分離株を得る事ができ、昨年度は分離株の生理学的特徴の決定を行った。本年度はその結果をまとめて論文を執筆し、分離株を新目を代表する新属・新種のメタン生成古細菌、Methanocella paludicolaとして提案を行った。またこれまでRC-Iとして認識されていた系統分類群をメタン生成古細菌の新目Methanocellalesとして提案した。
一方で、現在の所1株しか分離株の存在しないRC-Iグループの分離株を増やすためにRC-Iが優占的に存在する集積培養系内から新規なRC-Iの分離を試みた。昨年度までにRC-Iのほぼ純粋な集積培養系を得る事ができており、本年度は引き続き本集積培養系内から新規なRC-Iメタン生成古細菌を純粋培養することを試みた。古細菌が耐性を持つ抗生物質やメタン生成古細菌の増殖因子として知られている酵母エキス・酢酸等を添加もしくは無添加し、液体培地や固形性培地を用いた希釈培養を繰り返し行った。その結果、最終的にRC-Iグループ2番目の分離株であるMRE50株を純粋培養することができた。さらに、分離株の純粋性の確認を行った。無菌試験に用いられるAC培地やThioglycolate培地を用いた培養法による確認、PCRやFISH法など分子生物学的手法を用いた確認を行った。その結果、MRE50株の純粋性を確認することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Isolation of key methanogens for global methane emission from rice paddy fields:a novel isolate affiliated with the clone cluster Rice Cluster I (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakai S., Imachi, H., Sekiguchi, Y., Ohashi, A., Harada, H., Kamagata, Y.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 73 ページ: 4326-4331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methanolinea tarda gen.nov.,sp.nov.,a methane-producing archaeon isolated from a methanogenic digester sludge,Int.J.Syst.Evol.Microbiol. (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Imachi, S. Sakai, Y. Sekiguchi, S. Hanada, Y. Kamagata, A. Ohashi, H. Harada
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 58 ページ: 294-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pelotomaculum propionicicum sp.nov., an anaerobic, mesophilic, abligately syntrophic propionate-oxidizing bacterium. (2007)
  • 著者名/発表者名: Imachi, H., Sakai, S., Ohashi, A., Harada.H., Hanada, S., Kamagata, Y., Sekiguchi
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. (印刷中)
• [雑誌論文] 嫌気共生培養系を利用した未培養系統分類群に属するメタン生成古細菌の分離・培養 (2006)
  • 著者名/発表者名: 酒井早苗, 井町寛之, 関口勇地, 大橋明良, 原田秀樹, 鎌形洋一
  • 雑誌名: 水環境学会誌 Vol.129 ページ: 389-397
  • NAID: 10017617610
• [雑誌論文] Isolation of a first cultured representative of rice cluster I archaea. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., Imachi, H., Ohashi, A., Harada.H., Kamagata
  • 雑誌名: 11th International Symposium on Microbial Ecology-ISME
• [雑誌論文] A novel cultivation method for capturing uncultivated methanogenic Archaea. (2006)
  • 著者名/発表者名: Imachi, H., Sakai, S., Sekiguchi, Y., Ohashi, A., Harada, H., Kamagata
  • 雑誌名: 11th International Symposium on Microbial Ecology-ISME
• [雑誌論文] Methanocella paludicola gen.nov.,sp.nov.,a methane producing archaeon that is the first isolate of the lineage'Rice Cluster I',and proposal of the new archaeal order Methanocellales ord.nov.
  • 著者名/発表者名: S. Sakai, H. Imachi, S. Hanada, A. Ohashi, H. Harada, Y. Kamagata
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] Isolation of a thermophilic Rice Cluster I methanogen (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., Imachi, H., Ohashi, A., Yamaguchi, T., Kamagata, Y., Conrad, R.
  • 学会等名: 第23回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2007-09-16