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

2009 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, 生物プロセス研究部門, 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, 生物プロセス研究部門, 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(共生培養法)を確立し、天然ガス胚胎地下圏試料から、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の完全純粋培養に成功した。また当該メタン生成古細菌の完全長ゲノム配列を決定した。現在ゲノムにコードされる種々の構造遺伝子を解析中である。当該菌株はMethanothermobacter(中度高温菌)とMethanothermus(超高温菌)の中間的温度特性を示すこと、さらにはメタン生成経路の基幹酵素(メチルコエンザイムMリダクターゼ)の遺伝子配列や16SrRNA遺伝子配列の解析から当該微生物の分子系等学的モザイク特性(Methanobacteriumのような中温性メタン生成古細菌、Methanothermobacterに代表される中度高温ならびに超高温菌Methanothermusの特性を併せ持つ系統的位置)が明らかになった。また、同じく天然ガス胚胎地下圏試料から、メタノール資化性メタン生成菌の分離にも成功した。地下圏においてメタノール資化性メタン生成古細菌が存在することは、地下根源物質にメタノールを遊離するような物質が存在していることを強く示唆するものである。これらの研究と並行して、メタン酸化菌の集積培養系を確立した。当該メタン酸化菌は他の複数の有機物資化性微生物の存在が必須であり、ある種の未知因子を介した共生関係が存在することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Metthanolobus profundi sp. nov., a methylotrophic methanogen isolated from deep subsurface sediments in a natural gas field (2009)
  • 著者名/発表者名: 持丸華子、鎌形洋一, ほか
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 58 ページ: 714-718
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apparent richness and community composition of Bacteria and Archaea in geothermal springs. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kormas, K., 玉木秀幸, 鎌形洋一, ほか
  • 雑誌名: Aquatic Microbial Ecology 巻: 57 ページ: 113-122
  • 査読あり
• [学会発表] メタン生成古細菌を中心とした微生物間共生機構の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鎌形洋一
  • 学会等名: 東大生物生産工学研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Ecology of methanogenic archaea (2009)
  • 著者名/発表者名: 鎌形洋一
  • 学会等名: 中国微生物生態学会
  • 発表場所: 浙江省寧波市
  • 年月日: 2009-11-09
• [学会発表] 無酸素環境下に広がる微生物間共生の世界 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鎌形洋一
  • 学会等名: 日本農芸化学会支部会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-07-24
• [備考]
  • URL: http://unit.aist.go.jp/bpri/