| 研究課題/領域番号 |
16J11269
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大前 公保 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| キーワード | 一酸化炭素 / 水素生成菌 / 好熱菌 / 温泉 / 海底コア / 微生物群集構造解析 |
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| 研究実績の概要 |
水素生成型一酸化炭素資化性菌（以下、CO資化性菌と略称）は、一酸化炭素（CO）をエネルギー源および炭素源として利用し、水素を生成しながら増殖する好熱性、嫌気性の微生物の総称である。本研究はCO資化性菌を用いた持続的水素生産利用の基盤構築を目指し、(1)新奇CO資化性菌の分離を通じたゲノムライブラリーの構築でCO代謝機構を解明し、(2)微生物群集構造解析およびメタオミックス解析で熱水環境微生物生態系における未知CO代謝サイクルを解明する。本年度は和歌山県西牟婁郡白浜町の泉源（火山帯なし；平成28年6月21日）、鹿児島県霧島市の山乃城温泉および指宿市の鰻温泉（霧島火山帯；平成28年12月14-15日）、および大分県玖珠郡九重町の小松地獄および由布市の塚原温泉（霧島火山帯；平成29年3月8-9日）において多様な環境試料を採取し、新奇CO資化性菌の分離の試み、および次世代シーケンサーMiSeqを用いた微生物群集構造解析を行った。微生物群集構造解析では、CO資化性菌を軸とする生態系は認められなかったものの、温泉が属する火山帯により、菌叢が大きく異なることが確認された。また泉源ごとに局所的な菌叢が形成されることに加え、同一泉源でも時系列により優占種が大きく変遷することが明らかになった。これらの試料からCO資化性菌としてCarboxydocella属2株とCarboxydothermus属1株を分離培養し、その他CO資化性菌の新種が含まれる可能性のある集積培養系の構築にも成功した。また、これまで海底環境ではCO資化性菌が分離されながらも研究が進展してこなかった現状にあったが、本年度は渥美半島沖のメタンハイドレート胚胎コアサンプルおよび鹿児島湾海底熱水域の海底コアサンプルでも新奇CO資化性菌の分離の試みと微生物群集構造解析の実施に至り、現在解析中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
本年度は鰻温泉(鰻池)、白浜温泉、山之城温泉、小松地獄、塚原温泉といった陸上熱水環境、および海底コアサンプルで試料採取を実施し、当初の計画よりも多様な環境試料において新奇CO資化性菌の探索、および微生物群集構造解析を実施することができた。しかしながら、CO資化菌が優占する環境でのメタゲノム解析までには至らず、上記の評価となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
CO資化菌の分子マーカーとなるCOデヒドロゲナーゼ遺伝子を標的とした縮合プライマーセットを設計し、CO資化性菌の生息環境の効率の良いスクリーニング法を確立する。また、CO資化性菌のゲノムライブラリーを構築するために、本年度に分離した新奇CO資化性菌のゲノム配列を MiSeqで決定し、ゲノム解析を行う。さらに、CO資化性菌が優先する環境においてMiSeqを用いたメタトランスクリプト ーム解析を実施し、現場におけるCO代謝関連遺伝子の発現量を明らかにする。
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