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下水処理プロセスを担う原生動物の代謝基盤の解析と微生物間代謝ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H01901
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境モデリング・保全修復技術
研究機関琉球大学

研究代表者

新里 尚也  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (00381252)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード嫌気環境 / 原生動物 / 細胞内共生 / ゲノム解読 / 脂肪酸合成 / 嫌気 / メタン / バクテリア / 排水処理 / 水処理技術 / メタン生成 / ゲノム
研究成果の概要

本研究では、下水処理プロセスで水の浄化に主要な役割を果たす、トリミエマ原虫の共生バクテリアTC1の全ゲノム情報を解析し、TC1が宿主原虫よりアミノ酸を得て脂質の合成を活発に行っている可能性を示した。また、シクリディウム属に近縁な原生動物(シクリディウム原虫)にもメタン生成菌に加えて、機能未知の共生バクテリアが存在することを明らかにし、これをヒドロゲノソモバクター・エンドシンビオティカスと命名した。組織化学的解析の結果、メタン生成菌とヒドロゲノソモバクターは共に、宿主の水素生成オルガネラである、ヒドロゲノソームに密着して存在していることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

下水処理プロセスで水の浄化に主要な役割を果たす原生動物は、メタン生成菌を始めとした原核微生物を細胞内に共生させていることが多い。メタン生成菌は、宿主原生動物の嫌気代謝の結果生じる水素をメタン化することで、宿主による不溶性有機物の代謝を活性化している。その一方で、それ以外の共生微生物については宿主への寄与が明らかとなっていなかった。本研究は、下水処理プロセスで働く原生動物の共生バクテリアが、脂質合成を行って宿主へ供給するとともに脂質顆粒の形成を促し、宿主の飢餓条件への適応度を高めている可能性を示した。本研究成果は、原生動物の代謝基盤の理解を深め、プロセスの安定化や高度化に寄与すると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Tripartite Symbiosis of an Anaerobic Scuticociliate with Two Hydrogenosome-Associated Endosymbionts, a Holospora-Related Alphaproteobacterium and a Methanogenic Archaeon2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Kazutaka、Yamada Takanori、Kawahara Yuto、Narihiro Takashi、Ito Michihiro、Kamagata Yoichi、Shinzato Naoya
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 85 号: 24 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1128/aem.00854-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 嫌気性繊毛虫GW7株におけるメタン生成アーキア、バクテリアとの共生関係2019

    • 著者名/発表者名
      竹下和貴, 山田尊貴, 川原邑斗, 成廣 隆, 伊藤通浩, 鎌形洋一, 山崎 玲, 新里 尚也
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Endosymbiotic interaction in anaerobic ciliates with methanogens and bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Takeshita, Takanori Yamada, Yuto Kawahara, Takashi Narihiro, Yoichi Kamagata, Naoya Shinzato
    • 学会等名
      32nd Annual Meeting of Japanese Society for Microbial Ecology & 10th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 培養に成功した嫌気性繊毛虫シクリディウム原虫における3者間共生2017

    • 著者名/発表者名
      竹下和貴、山田尊貴、成廣隆、鎌形洋一、新里尚也
    • 学会等名
      環境微生物系合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] (Endo)symbiotic Methanogenic Archaea (Microbiology Monographs Book 19) 2nd Edition2018

    • 著者名/発表者名
      Naoya Shinzato, Kazutaka Takeshita, Yoichi Kamagata
    • 総ページ数
      261
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319988351
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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