アーキアハンティング・純粋分離で解明する未知アーキア(古細菌)の新生物機能

• 研究課題/領域番号: 21687006
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 井町 寛之 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, 主任研究員 (20361933)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2011年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2010年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2009年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
• キーワード: アーキア / 分離培養 / 16S rRNA遺伝子 / メタン / 嫌気的メタン酸化 / 古細菌 / 分離

研究概要

アーキア(古細菌)に属する微生物群の多くは人為的に培養がなされていないため、その生物学的な機能は不明な点が多い。そこで本研究課題では新規な微生物培養法を用いて学術および産業上重要であると推定されているアーキア群の培養を試みた。その結果、従来法では培養できなかったアーキアを培養することに成功した。それら分離株の中には、水田や湖沼からのメタン生成に関与していると推定されていたアーキアや深海底のメタンの生成と抑制に関与するアーキアが含まれている。これらの分離株はメタンの放出抑制に関わるアーキアの地球規模での炭素循環における役割等の解明、ひいては環境問題およびエネルギー問題を解決していくための基礎情報となる。

研究成果

• [雑誌論文] Detection of single-copy functional genes in prokaryotic cells by two-pass TSA-FISH with polynucleotide probes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, S., T. Hasegawa, H. Imachi, T. Yamaguchi, H. Harada, A. Ohashi and K. Kubota
  • 雑誌名: J. Microbiol. Methods 巻: 88 ページ: 218-223
  • NAID: 120005308241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methanolinea mesophila, sp. nov., a hydrogenotrophic methanogen isolated from a rice field in Taiwan, and proposal of the new archaeal family Methanoregulaceae fam. nov (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., M. Ehara, I-C. Tseng, T. Yamaguchi, S. L. Brauer, H. Cadillo-Quiroz, S. H. Zinder and H. Imachi
  • 雑誌名: Int. J. Syst 巻: 62 ページ: 1389-1395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geofilum rubicundum gen.nov.sp.nov., isolated from a deep subseafloor sediment off the Shimokita Peninsula (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, M.
  • 雑誌名: International Journal of Systematic Evolutionary of Microbiology 巻: 61 ページ: 1076-1081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome sequence of a mesophilic hydrogenotrophic methanogen Methanocella paludicola, the first cultivated representative of the order Methanocellales (2011)
  • 著者名/発表者名: Sanae Sakai
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 号: 7 ページ: e22898-e22898
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0022898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cultivation of methanogenic community from subseafloor sediments using a continuous-flow bioreactor (2011)
  • 著者名/発表者名: Imachi, H., K. Aoi, E. Tasumi, Y. Saito, Y. Yamanaka, Y. Saito, T. Yamaguchi, H. Tomaru, R. Takeuchi, Y. Morono, F. Inagaki and K. Takai
  • 雑誌名: ISME J. 巻: 5 ページ: 1913-1925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methanoregula formicica sp. nov., a novel methane-producing archaeon isolated from methanogenic sludge (2011)
  • 著者名/発表者名: Yashiro, Y., S. Sakai, M. Ehara, M. Miyazaki, T. Yamaguchi and H. Imachi
  • 雑誌名: Int. J. Syst. 巻: 61 ページ: 53-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cultivation of methanogenic community from subseafloor sediments using a continuous-flow bioreactor (2011)
  • 著者名/発表者名: Imachi, H.
  • 雑誌名: The ISME Journal 巻: 5 ページ: 1913-1925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study of subseafloor microbial community structures in deeply buried coral fossils and sediment matrices from the Challenger Mound in the Porcupine Seabight (2011)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, T.
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 2
  • DOI: 10.3389/fmicb.2011.00231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial nitrification in an airlift activated sludge reactor with experimental and theoretical assessments of the pH gradient inside the sponge support medium (2011)
  • 著者名/発表者名: Uemura, S.
  • 雑誌名: International Journal of Environmental Research 巻: 5 ページ: 33-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kosmotoga arenicorallina sp. nov. a thermophilic and obligately anaerobic heterotroph isolated from a shallow hydrothermal system occurring within a coral reef (2010)
  • 著者名/発表者名: Nunoura, T., M. Hirai, H. Imachi, M. Miyazaki, H. Makita, H. Hirayama, Y. Furushima, H. Yamamoto and K. Takai
  • 雑誌名: Arch. Microbiol 巻: 192 ページ: 811-819
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methanocella arvoryzae sp. nov., a hydrogenotrophic methanogen isolated from rice field soil (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., R. Conrad, W. Liesack and H. Imachi
  • 雑誌名: Int. J. Syst. Evol. Microbiol 巻: 60 ページ: 2918-2923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of single copy genes by two-pass tyramide signal amplification fluorescence in situ hybridization(two-pass TSA-FISH) with single oligonucleotide probes (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, S., K. Kubota, H. Imachi, T. Yamaguchi, H. Harada and A. Ohashi
  • 雑誌名: Microb. Environ 巻: 25 ページ: 15-21
  • NAID: 10025921485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kosmotoga arenicorallina sp. nov. a thermophilic and obligately anaerobic heterotroph isolated from a shallow hydrothermal system occurring within a coral reef, southern part of the Yaeyama Archipelago, Japan, reclassification of Thermococcoides shengliensis as Kosmotoga shengliensis comb.nov., and emended description of the genus Kosmotoga. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nunoura, T.
  • 雑誌名: Archives of Microbiology 巻: 192 ページ: 811-819
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-pass TSA-FISH法を用いた微生物機能遺伝子の視覚的検出技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川拓也
  • 雑誌名: 環境バイオテクノロジー学会誌 巻: 10 ページ: 97-103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methanoregula formicica sp. nov., a novel methane-producing archaeon isolated from methanogenic sludge (2010)
  • 著者名/発表者名: Yashiro, Y.
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbilogy (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptide nucleic acids (PNAs) antisense effect to bacterial growth and their application potentiality in biotechnology (2010)
  • 著者名/発表者名: Hatamoto, M.
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 86 ページ: 397-402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of single copy genes by two-pass tyramide signal amplification fluorescence in situ hybridization(two-pass TSA-FISH) with single olig onucleotide probes (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, S.
  • 雑誌名: Microbes and Environments 25 ページ: 15-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methanocella arvoryzae sp. nov., a hydrogenotrophic methanogen, isolated from Italian rice field soil (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S
  • 雑誌名: Intemational Journal of Systematic and Evolutionary Microbilogy (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of potential nitrogen fixation by anaerobic methane oxidizing archaea in the methane-seep sediments at the No.8 Kumano Knoll in the Kumano Basin, offshore of Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, J., R. Higa, T. Toki, J. Ashi, U. Tsunogai, T. Nunoura, H. Imachi and K. Takai
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 75 ページ: 7153-7162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence specific bacterial growth inhibition by peptide nucleic acid targeted to the mRNA binding site of 16S rRNA (2009)
  • 著者名/発表者名: Hatamoto, M., K. Nakai, A. Ohashi and H. Imachi
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 84 ページ: 1161-1168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cultivation of methanogens under low hydrogen conditions by using coculture method (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., H. Imachi, Y. Sekiguchi, I-C. Tseng, A. Ohashi, H. Harada and Y. Kamagata
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 75 ページ: 4892-4896
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of 16S rRNA gene-targeted primers for detection of archaeal anaerobic methanotrophs(ANMEs) (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, A., H. Mochimaru, H. Kazama, A. Ohashi, T. Yamaguchi, T. Nunoura, K. Horikoshi, K. Takai and H. Imachi
  • 雑誌名: FEMS Microbiol 巻: 297 ページ: 31-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of 16S rRNA gene-targeted primers for detection of archaeal anaerobic methanotrophs (ANMEs) (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, A.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Letters 297 ページ: 31-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cultivation of methanogens under low hydrogen conditions by using coculture method (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 75 ページ: 4892-4896
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence specific bacterial growth inhibition by peptide nucleic acid tareted to the mRNA binding site of 16S rRNA (2009)
  • 著者名/発表者名: Hatamoto, M.
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 84 ページ: 1161-1168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of potential nitrogen fixation by anaerobic methane oxidizing archaea in the methane-seep sediments at the No. 8 Kumano Knoll in the Kumano Basin, offshore of Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, J.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 75 ページ: 7153-7162
  • 査読あり
• [雑誌論文] 排水処理リアクターを利用した難培養性深海底メタン生成菌の培養 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井町寛之
  • 雑誌名: 用水と廃水 51 ページ: 53-76
  • NAID: 40016710039
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有新規微生物間共生培養法によるメタン生成古細菌の分離培養と系統分類 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井町寛之
  • 雑誌名: IFO Research Communications 23 ページ: 39-56
• [学会発表] 廃水処理リアクターを用いた嫌気的メタン酸化反応を担う未知アーキアの培養 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木仁孝
  • 学会等名: 第28回土木学会新潟会研究調査発表会
  • 発表場所: ハイブ長岡、長岡
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] 廃水処理リアクターを用いた嫌気的メタン酸化反応を担う未知アーキアの培養 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木仁孝
  • 学会等名: 第28回土木学会新潟会研究調査発表会
  • 発表場所: 新潟県長岡市ハイブ長岡
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] Cultivation of Methanogenic Community from Marine Subsurface Sediments Using a Continuous-Flow Bioreactor (2011)
  • 著者名/発表者名: Imachi, H
  • 学会等名: 8th International Symposium for Subsurface Microbiology ISSM 2011
  • 発表場所: Garmisch-Partenkirchen, Germany
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Cultivation of methanogenic community from marine subsurface sediments using a continuous-flow bioreactor (2011)
  • 著者名/発表者名: Imachi, H.
  • 学会等名: 8th International Symposium for Subsurface Microbiology
  • 発表場所: Garmisch-partenkirchen, Germany
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] 深海底堆積物環境に生息する難培養性アーキアの分離培養の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木仁孝
  • 学会等名: 第24回日本Archaea研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学先端生命科学研究所メタボロームキャンパス、鶴岡
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] 深海底堆積物環境に生息する難培養性アーキアの分離培養の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木仁孝
  • 学会等名: 第24回日本Archaea研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学先端生命科学研究所メタボロームキャンパス
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] 嫌気的メタン酸化反応を担う深海底未培養アーキアの培養 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江原真之
  • 学会等名: 第45回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] 深海堆積物から分離したメタン生成アーキアの菌学的特徴とその圧力応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田角栄二
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館、つくば
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Isolation and characterization of novel bacteria which were frequently detected in marine subsurface sediments (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井早苗
  • 学会等名: 26回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館、つくば
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] FISH法による深海底未知アーキアの検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 江原真之
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館、つくば
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] FISH法による深海底未知アーキアの検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 江原真之
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 筑波大学 大学会館
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Isolation and characterization of novel bacteria which were frequently detected in marine subsurface sediments. (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井早苗
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 筑波大学 大学会館
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] 深海堆積物から分離したメタン生成アーキアの菌学的特徴とその圧力応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田角栄二
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 筑波大学 大学会館
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] 難培養性微生物の培養技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井町寛之
  • 学会等名: 第13回日本水環境学会シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] 深海底未知アーキアの純粋分離株取得に向けて (2010)
  • 著者名/発表者名: 江原真之
  • 学会等名: 第23回日本Archaea研究会
  • 発表場所: 名古屋大学ベンチャーホール
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] Cultivation of methanogenic microbial community from deep subseafloor sediment using continuous-flow bioreactor (2010)
  • 著者名/発表者名: Imachi, H.
  • 学会等名: 110th ASM(American Society for Microbiology) annual meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 嫌気的メタン酸化反応を担う深海底未培養アーキアの培養 (2010)
  • 著者名/発表者名: 江原真之
  • 学会等名: 第45回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 微生物学的廃水処理リアクターを利用した難培養性深海メタン生成アーキアの培養 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青井健
  • 学会等名: 第44回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 福岡大学七隈キャンパス、福岡
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] 微生物学的廃水処理リアクターを利用した難培養性深海メタン生成アーキアの培養 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青井健
  • 学会等名: 第44回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 福岡大学七隈キャンパス
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] 微生物学的廃水処理リアクターを利用した深海底メタン生成菌の培養の試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 青井健
  • 学会等名: 第25回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 大学東広島キャンパス、東広島
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] 嫌気的メタン酸化アーキアの培養の試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 井町寛之
  • 学会等名: 第25回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス、東広島
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] 嫌気的メタシ酸化アーキアの培養の試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 井町寛之
  • 学会等名: 第25回日本微生物生態学会年会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] 微生物学的廃水処理リアクターを利用した深海底メタン生成菌の培養の試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 青井健
  • 学会等名: 第25回日本微生物生態学会年会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] 廃水処理リアクターを用いた深海底未知アーキアの培養 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江原真之
  • 学会等名: 第27回土木学会新潟会研究調査発表会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、新潟
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] 深海底堆積物からの難培養性メタン生成アーキアの培養-石の上にも3年物語- (2009)
  • 著者名/発表者名: 井町寛之
  • 学会等名: 日本Archaea研究会第22回大会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所北海道センター
  • 年月日: 2009-07-11
• [備考] (1)プレス発表、「新しい培養手法により効率的にメタン生成菌を培養することに成功.海底下における天然バイオガス発生メカニズムの解明や応用開発研究に糸口」、2011年6月7日に文部科学省にてレク付きプレス発表を行った。翌朝の日刊工業新聞や日経産業新聞等で記事として紹介された。
• [備考] (2) TV出演、中京テレビ、トヨタエコスペシャル、2010年7月19日放送
• [備考] (3) TV出演、NHK、サイエンスZERO「二酸化炭素を資源に変える」、2010年5月15日放送