| 研究課題/領域番号 |
26450245
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
大林 由美子 筑波大学, 生命環境系, 研究員 (60380284)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 海洋生態系 / 微生物ループ / 有機物分子変換 / 細胞外酵素 / 原生生物 / 従属栄養性細菌 / 物質循環 |
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| 研究実績の概要 |
海洋生態系における有機物の移動・変換経路のなかでブラックボックス化している非生物態有機物（溶存有機物、非生物体粒状有機物）の変質・変換過程の実態に関する情報を得ることを目的として研究を進めている。海水中での有機物分解（分子変換）過程において従属栄養性細菌だけでなく真核微生物（原生生物）の寄与があることを想定し、初年度は海水から分離した原生生物株の細胞外有機物分解能を中心に調べた。
特に、連携研究者の協力により、ラビリンチュラ類9属17株について、対数増殖期と定常期のそれぞれで細胞外有機物分解能を調べた。分析条件等を検討したうえで、複数種類のプロテアーゼ（アミノペプチダーゼ、トリプシン型、キモトリプシン型）用基質を用いて細胞外プロテアーゼ活性プロファイルを調べた結果、対象としたすべての株がなんらかの細胞外プロテアーゼ活性を示すこと、属によりそのプロファイルが異なること、対数増殖期と定常期でプロファイルが異なることなどが明らかになった。ラビリンチュラ類の細胞外プロテアーゼ活性・特性についてのこのように詳細な情報は、本研究によって初めて得られたものである。
また、海水から分離した繊毛虫株について細胞内・細胞外のプロテアーゼ活性プロファイルを調べた。さらに、この繊毛虫株（ただし無菌株ではなく細菌を伴う）を用いて、微生物遺骸（死細菌）をエサとして添加したマイクロコズムを作製し、系内のタンパク質の量的・質的変遷とプロテアーゼ活性・特性の変化を追跡した。その結果、系内のプロテアーゼ活性のうち特にトリプシン型の活性について、繊毛虫由来の酵素が水中に放出されている可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究では、微生物分離株を用いたアプローチ（シンプルな系）、天然海水および天然微生物群集を用いたアプローチ（複雑な系）、天然微生物群集と微生物株または添加有機物を組み合わせたマイクロコズムを用いたアプローチ（ある程度コントロールした系）を柱としているが、初年度は特に微生物株を用いたアプローチにおいて、新しい知見を得ることができた。また、マイクロコズムを用いたアプローチでも興味深い結果が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
原生生物株と天然の原核微生物群集を含む海水を組み合わせた系を作製して実験を行い、異なる生物群による段階的な有機物分解がある可能性や、海水中の有機物動態における生物間相互作用の効果などに関する情報を得る。
天然海水中の有機物分解酵素活性・特性について、複数種類の生物活性阻害剤を用いることで、細菌群集と真核微生物・アーキアの作用を分けて見積もる実験を行う。またその応用として、天然海水に有機物（溶存態有機物、生物遺骸（非生物体粒状有機物）等）を添加した場合についても同様の実験を行い、海水中での有機物分子変換に対する原核微生物と真核微生物の寄与に関する情報を得る。
微生物分離株（細菌株、原生生物株）を用いた個々の微生物の持つ細胞外有機物分解能に関する実験も、引き続き継続する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究代表者が所属機関を変わったことに伴い研究環境が変わり、初年度に予定していた野外調査の一部と海外での成果発表等を次年度以降に行うこととしたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
主に野外調査（天然海水採取および海水を用いた実験）および連携研究者との共同実験等のための旅費・消耗品費・機材輸送費等に使用する。また、成果発表のための旅費・学会参加料・英文校閲料・論文投稿料等にも使用する。
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