深海由来微生物のセルロース分解機構の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15956
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分41050:環境農学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 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), 研究員 (70835967)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: セルラーゼ / 深海 / バクテリア / セルロース / 分解

研究成果の概要

本研究では、結晶性セルロースの分解活性を超高感度に検出・定量する手法（Surface Pitting Observation Technology, SPOT）を開発し、深海から新規なセルロース分解菌を分離した。γプロテオバクテリアに属するMarinagarivorans cellulosilyticus GE09株の培養実験とゲノム解析により、この菌がセルロース系バイオマス分解に特化していることが示唆された。特に、結晶性セルロース分解に関与するセロビオヒドロラーゼ遺伝子に新規なドメイン構造が見出された。本研究により、深海がセルロース分解酵素探索の有望な資源であることが明らかとなった。

自由記述の分野

木質科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の意義は、セルロースが難分解であるため高感度かつ迅速な検出が困難であった点を新規手法開発によって解決し、深海微生物資源からの酵素探索に応用した点である。光合成が起こらない深海はこれまでセルロース分解酵素の探索の場として注目されてこなかったが、本研究により、貧栄養の深海には独自の酵素でセルロースを分解する微生物が存在することが明らかになった。また、提案した超高感度検出法SPOTは、さまざまな難分解性ポリマーの活性測定や微生物・酵素探索に適用可能であり、天然高分子の効率的変換やプラスチック汚染の解決にも貢献するものである。