地下圏内メタン生成・消費活動に関わる未知微生物群の分離培養と動態解析ツールの開発

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20244089
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 鎌形 洋一 独立行政法人産業技術総合研究所, ゲノムファクトリー研究部門, 研究部門長 (70356814)
• 研究分担者: 玉木 秀幸 独立行政法人 産業技術総合研究所, 生物機能工学研究部門, 研究員 (00421842) ; 坂田 将 独立行政法人 産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究グループ長 (70357101) ; 吉岡 秀佳 独立行政法人 産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究員 (30415765) ; 竹内 美緒 独立行政法人 産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究員 (20357403) ; 鈴木 庸平 独立行政法人 産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究員 (00359168)
• キーワード: メタン生成古細菌 / 地下圏微生物 / 天然ガス / ゲノム解析 / 水素からのメタン生成

研究概要

本研究はこれまで実体が明らかになっていないメタン生成古細菌ならびにメタン酸化微生物の集積、それに続く分離培養ならびに動態解析にある。集積・分離培養にあたっては、実環境試料に必ずと言ってよいほど混在する生育の速いメタン生成古細菌やメタン酸化細菌を排除するために、実環境濃度に近い低濃度ガス供給を基本とした新規集積・分離培養手法を確立する必要がある。本研究では地下圏におけるメタン生成活動に係わるメタン生成古細菌の分離培養を目的のひとつとして掲げ多くの地下圏試料からメタン生成古細菌の集積手法の確立(分離培養の前の段階)、続いて分離培養方法の開発を目指し研究を計画・実行してきた。その結果、実環境に近い水素濃度供給を行うことができる酢酸酸化水素発生型発酵細菌として実施者が以前分離した微生物Thermacetogenium phauemを生物学的水素発生源として、天然ガス胚胎地下圏試料を限界希釈培養することによって、当該地下圏に優占的に存在することがあらかじめ知られていたMethanothermobacterに近縁なメタン生成古細菌を選択的に集積培養することに成功した。さらにこの集積培養から各種培養手法を用いて、最終的に当該メタン生成古細菌の完全純粋培養に成功した。そこで当該微生物の基本特性を明らかにするための生理学的ならびに遺伝的特性を調べた。後者については当該菌株から全DNAを抽出し、DNAシークエンサーを用いて全ゲノム配列を決定した。その結果、通常のMethanothermobacterが持っているメチルコエンザイムMリダクターゼのアイソザイムが存在しないことが明らかとなり、このことと、低水素濃度親和性に何らかの連関性があることが強く示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Cultivation of methanogens under low hydrogen conditions by using the coculture method (2009)
  • 著者名/発表者名: 酒井早苗、鎌形洋一, ほか
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 75 ページ: 4892-4896
  • 査読あり