環境中における嫌気性ヒ素酸化細菌の多様性と分布

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K07209
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 小島 久弥 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (70400009)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 微生物

研究実績の概要

ヒ素化合物は深刻な被害をもたらす環境汚染物質であり、微生物の作用によって移動性や毒性といった性質が変わる。微生物によるヒ素の変換は、「無酸素条件下での還元・酸素存在下での酸化」という枠組みで捉えられてきた。その一方で、酸素に依存せずヒ素酸化を行う微生物（嫌気性ヒ素酸化細菌）の存在も知られている。嫌気性ヒ素酸化細菌の重要性は、他の元素の循環過程からの類推などによって示唆されるが、これらの細菌の環境中での分布はほとんど明らかとなっていない。本研究では、多様な嫌気性ヒ素酸化細菌を環境中から直接網羅的に検出するためのツールを開発し、その多様性と環境中での分布を明らかにすることを目的とする。嫌気性ヒ素酸化細菌を選択的に検出するためのマーカーとして有力視されているarxA遺伝子は、限られた数の細菌からしか見つかっていない。その多くは硫黄酸化細菌であることに着目し、硫黄酸化細菌のゲノム解析を行った。新たに分離した硫黄酸化細菌のゲノム配列を決定しarxA遺伝子を探索したが、これを見出すことはできなかった。一方、公共データベース上で利用可能なarxA遺伝子の配列数が増加したため、これらに基づいて新たなプライマーセットを設計した。このプライマーセットを用いて、環境試料からarxA遺伝子をPCR増幅し、その配列を決定することに成功した。このプライマーセットは、嫌気性ヒ素酸化細菌の生態を研究するうえで極めて有力なツールとなる可能性がある。今後、これを用いて様々な試料を解析し、環境中における嫌気性ヒ素酸化細菌の分布と多様性を解析する予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

目標としていたプライマーセットの設計に成功し、実際の解析の一部を行う高とができたため。

今後の研究の推進方策

概ね順調に進んできているので、当初の予定通りに進める。

次年度使用額が生じた理由

新規分離菌株を対象とした解析を予定していたが、得られた株数が当初の見積もりを下回ったため。

次年度使用額の使用計画

年度末になって複数の菌株が得られたため、新年度にこれらを解析する。