| 研究実績の概要 |
メタンは有機物分解菌とメタン生成アーキアとの異種微生物間エネルギー（電子）伝達を介した共生により生成される。従来その電子伝達は、水素などの電子キャリア物質の拡散輸送によってのみ媒介されうると考えられていた。我々のグループでは新規かつ高効率な共生型メタン生成機構として、導電性鉱物を流れる電流を介した微生物間電子伝達にもとづく「電気共生型メタン生成反応」を発見、提唱した。本研究では、微生物学・分子生物学・電気化学的方法論を駆使し、電気共生型メタン生成の分子機構の解明、およびその自然環境における寄与を明らかにすることを目的とした。
前年度までに、水田土壌ならびに地下圏土壌を微生物源とし、導電性鉱物の存在下で活発にメタン生成を行う集積物について、次世代シークエンサーを用いた詳細な培養実験ならびに微生物群集構造解析を実施した。その結果、これらの自然環境に由来する微生物群が電気共生型メタン生成を行う能力を有していることを明らかにした。特に地下圏環境については、電気共生型メタン生成が起こりうること、それが地下圏の原油分解・バイオガス化に寄与する可能性を世界に先駆けて示すことができた。また電気共生型メタン生成に寄与する微生物として、水田土壌からは既知のGeobacter, Methanosarcina属の微生物が同定された一方、地下圏からはこれまで報告がないDeferribacteres門微生物が電気共生のプレイヤーとして同定された。また集積物を対象とした遺伝子発現解析により、前年度までのモデル共生系のトランスクリプトーム解析で同定された遺伝子のうち、Methanosarcina属に特融のレドックスタンパクが環境中での電気共生型メタン生成反応に関与していることが示された。
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