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地球規模での炭素循環に関与する未知アーキアの解明-ゲノム情報を活用した分離培養-

研究課題

研究課題/領域番号 16J10845
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 土木環境システム
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

中原 望  長岡技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード培養 / DSAGアーキア / Chloroflexi門バクテリア / ゲノム解析 / 海底堆積物 / アーキア / 未培養微生物
研究実績の概要

本研究では、海底堆積物中に普遍的かつ優占的に生息することが知られている門レベルで未培養なアーキア群(Deep-Sea Archaeal group: DSAG)に属するアーキアの分離・培養に成功し、詳細な生理学的・遺伝子学的特徴を解明した。さらに、本DSAGアーキアの分離・培養を進めて行く過程において共存していた2種類の新目レベルで新規なChloroflexi門に属するバクテリアを分離し、それらの詳細な生理学的特徴を理解することができた。以下にその詳細について述べる。
本研究で対象とした系統分類学上高次レベルで未培養であった微生物たちは、極めて遅い増殖速度 (倍加時間は20-30日程度)であり、その最大到達菌体密度 (10^5 cells/ml程度)も極めて低かった 。この特徴から、これらの微生物は細胞分裂にエネルギーを使用するよりも、可能な限り一つの細胞を存続させることを優先したエネルギー節約型のライフスタイルをとると考えられた。これは、海底堆積物環境のような極限環境で生き残るための生存戦略と考えられる。加えて、これら微生物のゲノム情報を得ることにも成功し、そのゲノム情報から詳細な代謝プロセスの解明を行った。ゲノム情報を活用することで集積ならびに分離操作を効率よく進めることができた。さらに、培養に成功した微生物は記載・命名に必要となる基本的な生理学的特徴の調査だけでなく先端的な種々の顕微鏡観察や安定同位体ラベルを利用した培養実験等を行う事で、ゲノム解析だけでは理解することができない新しい代謝機能を発見するに至った。
以上、本研究により、これまで海底堆積物に優占しているにも関わらず、機能未知であった未培養微生物を培養することに成功し、「生きた微生物」を用いた実験を通じて、これらの微生物の代謝機能や物質循環における役割を解明した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 國立臺灣大學 (National Taiwan University)(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Aggregatilinea lenta gen. nov., sp. nov., a slow-growing, facultatively anaerobic bacterium isolated from subseafloor sediment, and proposal of the new order Aggregatilineales ord. nov. within the class Anaerolineae of the phylum Chloroflexi2019

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Nozomi、Nobu Masaru K.、Takaki Yoshihiro、Miyazaki Masayuki、Tasumi Eiji、Sakai Sanae、Ogawara Miyuki、Yoshida Naoko、Tamaki Hideyuki、Yamanaka Yuko、Katayama Arata、Yamaguchi Takashi、Takai Ken、Imachi Hiroyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 69 号: 4 ページ: 1185-1194

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.003291

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete genome sequence of Pelolinea submarina MO-CFX1T within the phylum Chloroflexi, isolated from subseafloor sediment2018

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Nozomi、Takaki Yoshihiro、Ogawara Miyuki、Yamaguchi Takashi、Takai Ken、Imachi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Marine Genomics

      巻: in press ページ: 49-53

    • DOI

      10.1016/j.margen.2018.11.002

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脱ハロゲン代謝能を持つAnaerolineae綱バクテリアの発見2018

    • 著者名/発表者名
      中原望, 吉田奈央子, 田角栄二, 延優, 山口隆司, 高井研, 井町寛之
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 海底下堆積物中に優占するChloroflexi 門バクテリアの分離・培養とその生理代謝機能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      中原望, 井町寛之, 山口隆司
    • 学会等名
      第1回 魅せる・伝える高専・技大バイオテクノロジーフォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cultivation of organohalide respiring bacteria and genetic identification of reductive dehalogenase gene in a novel Chloroflexi bacteria2017

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Nakahara, Takashi Yamaguchi, Hiroyuki Imachi
    • 学会等名
      Proceedings of International Conference of Science of Technology Innovation 2017
    • 発表場所
      Nagaoka University of Technology, Nagaoka, Japan
    • 年月日
      2017-01-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深海堆積物から分離したChlorolexi門バクテリアのユニークな生理代謝機能の解明2017

    • 著者名/発表者名
      中原望, 吉田奈央子, 田角栄二, 高木善弘, 酒井早苗, 宮崎征行, 山口隆司, 高井研, 井町寛之
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cultivation of microbial dark matters from marine sediments: novel bacteria affiliated with uncultured groups of the phylum Chloroflexi2017

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Nakahara, Naoko Yoshida, Eiji Tasumi, Masaru Nobu, Masayuki Miyazaki, Yoshihiro Takaki, Sanae Sakai, Hedeyuki Tamaki, Takashi Yamaguchi, Ken Takai, Hiroyuki Imachi
    • 学会等名
      JpGU - AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 海底堆積物に生息する微生物ダークマターChloroflexi門細菌の分離・培養2016

    • 著者名/発表者名
      中原 望, 小西 優, 高木 善弘, 玉木 秀幸, 山口 隆司, 高井 研, 井町 寛之
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第31回大会
    • 発表場所
      横須賀市文化会館
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] novel uncultured Chloroflexi; a bacterial dark matter in subseafloor environment2016

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Nakahara, Masaru Nobu, Yoshihiro Takaki, Sanae Sakai, Eiji Tasumi, Hideyuki Tamaki, Takashi Yamaguchi, Ken Takai, Hiroyuki Imachi
    • 学会等名
      The 8th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cultivation of previously uncultured Chloroflexi, a bacterial dark matter in subseafloor biosphere2016

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Nakahara, Yoshihiro Takaki, Masaru Nobu, Hideyuki Tamaki, Takashi Yamaguchi, Ken Takai, Hiroyuki Imachi
    • 学会等名
      16th International Symposium on Microbial Ecology (ISME16)
    • 発表場所
      Palais des Congres de Montreal, Montreal, QC, Canada
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Genus Pelolinea. In Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Imachi*, Yoshihiro Takaki and Nozomi Nakahara
    • 出版者
      Wiley
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Resarchmap (中原望)

    • URL

      https://researchmap.jp/reserch_nakahara-n/?lang=japanese

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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