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水界の硫黄循環に関与する微生物の起源を探索するため、いくつかの高温環境下に生息する微生物群集の分子生態学的解析を行った。標的とした遺伝子は微生物学的硫酸還元の基幹酵素であるアデニール硫酸還元酵素(APS)をコードする遺伝子である。環境中から直接核酸を抽出し、抽出核酸DNAを鋳型として特異的プライマーを用いてPCR増幅、そしてクローン解析を行った。硫黄泉の陸上温泉である中部山岳地帯中房・湯俣温泉(長野県)には高温(70-80℃)という環境の中で高密度な微生物マットが形成されており、マット内部で硫黄サイクルが成立していることが現場培養実験やトレーサー法により明らかとなった。16S rRNA遺伝子の解析から好熱性硫酸還元菌であるThermodesulfobacterium様微生物と好熱性硫黄酸化細菌であるSulfurihydrogenium様微生物が優占種として検出され、両グループの微生物が微生物バイオナット内で硫黄の酸化と還元に寄与しているものであることが明らかとなった。これらの試料と同時に、東北地方の硫黄泉、世界最深部を持っマリアナ海溝の熱水噴出孔に生育している微生物群集に関してaps遺伝子の系統学的解析を行った。その結果、中房・湯俣温泉とマリアナ海溝のサンプルにおいて非常に近縁なaps遺伝子のクローンがみつかり、それらは系統樹の根元に非常に近いものであった。これらの結果から、熱水環境中に生息する硫酸還元菌が地球上に出現した始原的な微生物学硫酸還元のタイプであることを示唆している。
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