| 研究課題/領域番号 |
20J13082
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分45040:生態学および環境学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
河合 繁 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 物質循環 / 微生物 / 光合成細菌 / 硫黄 / 硫黄不均化 / 温泉 / エネルギー代謝 / イオウ代謝 / 光合成 / 微生物マット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
イオウは微生物において生体構成の必須元素であるだけでなく、エネルギー代謝における電子運搬体としても活躍する。彼らは互いにイオウ化合物を交換し循環させることで効率的にエネルギーを獲得している。本研究では、陸上温泉に共存するイオウ酸化光合成細菌とイオウ不均化細菌の共生系に着目し、種間で起こるイオウ共代謝の分子メカニズムの解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
イオウ不均化菌は、単体イオウやチオ硫酸イオンなどのイオウ化合物を酸化・還元することでエネルギーを取り出す生物の総称である。イオウ源が豊富な温泉環境では、イオウ不均化菌による物質・電子循環に重要であると想定される。本研究では温泉細菌群集の主構成種である好熱性光合成細菌とイオウ不均化菌の環境中における関係や、微生物によるイオウ不均化反応の分子機構の解明を目的としている。今年度は、形質転換可能な光合成細菌を用いたイオウ不均化候補遺伝子の異種発現系の構築や、環境中での光合成細菌とイオウ不均化菌の共存関係・分布を明らかにするために研究を行った。
温泉に分布するイオウ不均化細菌Caldimicrobium thiodismutansのゲノムからイオウ不均化候補遺伝子をクローニングしたプラスミドを作成し、緑色硫黄細菌Chlorobaculum tepidumに導入した。作成した遺伝子変異株をイオウ不均化条件で培養し、イオウ不均化反応に伴う硫化水素の濃度変化を測定した。しかしながら、イオウ不均化活性を持つ変異株は得られなかった。
温泉細菌群集における好熱性光合成細菌とイオウ不均化菌の分布を明らかにするために、様々な温度域（63~85℃）の16箇所に発達する微生物群集の16S rRNA遺伝子塩基配列を網羅的に解析した。そのうち、８地点（63~70℃）から光合成細菌とイオウ不均化菌由来の塩基配列を取得できた。イオウ不均化菌は光合成細菌の生育限界温度（70℃）を超える温度でも生育できることがわかっているため、70℃以上の温度域に発達する微生物群集にも分布していることが想定された。しかしながら、光合成細菌が存在しない微生物群集では、イオウ不均化菌由来の配列は検出されなかった。以上から、環境中においても光合成細菌とイオウ不均化菌が同所的に存在することが、両者の生育に重要であると考えられた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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