| 研究課題/領域番号 |
19K05783
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
宮崎 淳一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 副主任研究員 (50435848)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 細胞間共生 / 深海熱水活動域 / 水素酸化硫酸還元菌 / 嫌気的メタン酸化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は「研究代表者によって深海熱水活動域から分離培養した2種の水素酸化硫酸還元菌(SRB)の電子伝達の多様性と誘導する仕組みを明らかにし、培養可能なメタン生成アーキアと新規共生系を創出することで、嫌気的メタン酸化と異種細胞間電子伝達のシステムを解明すること」を最終目標として3年間実施し、生物機能を飛躍的に獲得し、地球上の生命の進化を考える上で極めて重要な生命現象である異種生物間の共生というスタイルへの理解を深めることとしている。
初年度の2019年度は「を見つけること」を目的として、分離培養できた2種のSRBは数個から1000以上の細胞が凝集するaggregate状態を形成する培養条件を探索し、その結果、本菌の最適培養条件と、集合体をつくる条件に関してはおおよそ見いだすことができた。
2年目となった2020年度は、2019年度に引き続き分離培養できた2種のSRBの共生成立のためのサイン行動としての集合体形成の再現性確認を行い、条件を確定させた。さらに共生ターゲットとなるメタン生成アーキアの選定を行った。
3年目となる2021年度は、前年度に引き続きメタン生成アーキアの選定とSRBとの共生実験を行った。しかしながら、現在のところまだ共生は見られていない。一方、分離したSRBと系統的に非常に近い菌に電気によって生育すること、そしてそれが細胞間共生に寄与している可能性が示唆されていることから、今後はSRBに電気による生育能があるかどうか、そして共生に貢献するかどうかを確認していく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2, 3年目となる2020および2021年度は、COVID-19の感染拡大防止のための緊急事態宣言発令にともない、本研究の進行にやや遅れが生じた。そのため、当初行う予定であった電気培養とトランスクリプトームに関しては2021年度以降にし、共生実験を前倒して行う事としたが、分離培養した水素酸化硫酸還元菌(SRB)の共生は観察されていないものの、SRBに関しては、共生の可能性を示唆する報告がいくつかあり、それを有していることがゲノム解析から示されていることから、手法を変えて引き続き共生実験を進めていきたいと考えている。なお、COVID-19の影響は少なからず本研究の進行に影響を与えたことから、1年間の研究期間の延長を申請し、受理されている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度は単純に混合させるだけでは共生が進まないことが明らかになりつつあることから、手法を変えて共生の試みもしくは共生の可能性を少なくとも示す証拠は得たいと考えている。SRBには電気で生育する可能性が示されていることからこれを行い、SRBの通常および電気培養状態のトランスクリプトームを含む発現解析を進めることで、未培養で未だ解決されていないの実現場の「嫌気的メタン酸化のメカニズム」に関するヒントを少なくとも得たいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度もCOVID-19の感染拡大防止のための緊急事態宣言発令による研究の遅延、そして世界レベルでのパンデミックの影響により当初参加を予定していた国際学会が2022年度に延期となった。その影響で研究が当初の予定よりも進んでいない。なお、2022年度は延期となっていた国際学会(ISME symposium)がスイスのローザンヌで行われることとなったので、当初計画していたとおり、学会に参加して予算を割り当てることとする。
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