| 研究課題/領域番号 |
19K15956
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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 |
立岡 美夏子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生命理工学センター), 特別研究員(PD) (70835967)
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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 | セルラーゼ / 深海 |
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| 研究実績の概要 |
深海では浅海から沈降する有機物をエネルギー源とした生態系が広がっていると考えられているが、深海における有機物の生分解については知見がほとんど得られていない。セルロースは植物や藻類、ホヤなどによって豊富に生産されることに加えて高い結晶性を持つことから、深海までたどり着く有機物の多くを占めることが推測される。そこで本研究では、独自のスクリーニング手法を用いて深海からセルロース分解菌を分離することで、深海由来微生物の保有する糖質関連酵素及びそのセルロース分解メカニズムを明らかにすることとした。本年度は、分類学的に特に新規性の高い分離株CR0109株が、これまでに報告されている一般的なセルロース分解菌や、前年度までに詳細に調べた深海由来株とも異なる糖質関連酵素遺伝子の組成を持つことを明らかにした。ほとんどセルロース分解のみに特化した酵素組成を持つCR0109株が、一般的な結晶性セルロース分解酵素を持たず、様々なドメイン構成を持つ特徴的な酵素群を持つことは、貧栄養下の深海で独自のセルロース分解機構を有する微生物が存在することを示唆する結果であった。本研究により、深海由来のセルロース分解菌の多様性もはじめて明らかとなった。
また、前年度までに実施した深海由来セルロース分解菌GE09株のゲノム解析結果について、共著論文にまとめて発表した（現在査読中）。今後は深海由来の複数の分離株が有する酵素の違いに着目し、それぞれの分解菌が持つ特異的なセルロース分解機構を明らかにしていく予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
これまでに新規に分離した深海由来バクテリアについて、安定した培養系を確立し、寄託手続き及び記載論文の執筆を行った。保有酵素の特徴について遺伝子のドメイン構成や既知の海洋性菌や陸上微生物との酵素群の違いを精査した結果について、現在論文としてまとめている。
一方、研究計画当初は、ホヤが多く観察された海域からのセルロース分解菌の単離実験を並行して進める予定であったが、分離や安定した培養系の確率に時間がかかっており、ゲノムの解析や酵素のキャラクタライズまで至っていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
この度見出した新規性の高い分離株について、糖類の資化性試験を実施してゲノムにコードされた遺伝子との比較を行い、本菌がターゲットとする炭素源を明らかにしていく予定である。また酵素の発現量解析について今後データの取得を進め、遺伝子予測等ではヒットしない新規酵素遺伝子についても解析を行っていく予定である。以上の実験から、保有するセルロース分解関連酵素の特性が異なる深海由来微生物が、それぞれどのようなメカニズムでセルロース分解を行っているのか明らかにする。さらに、新規性の高い酵素についてはタンパク質発現を試み、機能解析を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
21年度までに酵素の発現解析等に着手する予定であったが、微生物の分離実験や培養条件の検討に時間がかかったため、遺伝子発現解析やタンパク質発現のコンストラクト作成にかかる費用を次年度に繰り越すこととした。また、参加を予定していた国際学会などが延期されており旅費等が必要なくなったため、次年度の学会参加費に充てることとした。
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