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2017 年度 実績報告書

陸域地下圏の未知アーキア系統群:環境ゲノム情報と培養技術で切り拓くその新生物機能

研究課題

研究課題/領域番号 26710012
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

玉木 秀幸  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (00421842)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード未知アーキア / 未知微生物 / 陸域地下圏 / 環境ゲノム情報 / メタゲノム / 培養技術 / 生物資源 / 生態機能
研究実績の概要

本研究は、陸域地下圏環境に棲息する未知アーキア群とその周辺微生物の実体を明らかにし、重要な生物地球化学プロセスにおいて地下圏の未知微生物群が果たす役割の解明を目指している。今年度は、これまでに国内外で採取した地下圏環境試料(地下湧熱水系、油田環境、ガス田環境、氷河堆積物環境等)を対象に、そこに生息する未知微生物群について高精度なゲノムの再構築を試みるとともに、獲得したゲノム情報から未知アーキアを含む未知の生理・生態機能の解明を実施した。その結果、門レベルの未知微生物群を含む地下圏バクテリア・アーキアのゲノムを高精度に再構築することに成功するとともに、本ゲノム情報に基づいて地下圏の未知微生物がもつ新たな生理代謝機能を見出すことに成功しており、地下環境の根源有機物の分解とメタン生成等の重要なプロセスに関与している可能性を明らかにした。さらに、昨年度に引き続いて、未知・未培養微生物系統群を豊富に内包する陸域地下圏試料を対象として、様々な基質と培養条件を設定して集積培養化を試みているが、これまでに未知アーキアならびに未知バクテリアの集積培養、さらには安定培養を実現することができており、本培養物を用いて地下圏未知アーキアとバクテリアの詳細な生理代謝機能の解析を実施した。確かな培養技術により得た「培養物」と「ゲノム情報」の両面から、地下圏の物質循環プロセスに果たす未知微生物群の役割を推定することができており、特に謎の多い未知アーキアの実態の一端を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] イリノイ大学/イリノイ州立地質研究所/イリノイ州立水質研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      イリノイ大学/イリノイ州立地質研究所/イリノイ州立水質研究所
  • [国際共同研究] 米国エネルギー省共同ゲノム研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      米国エネルギー省共同ゲノム研究所
  • [雑誌論文] Petrothermobacter organivorans gen. nov., sp. nov., a novel thermophilic, strictly anaerobic bacterium of the phylum Deferribacteres isolated from a deep subsurface oil reservoir2017

    • 著者名/発表者名
      73.Tamazawa S, Mayumi D, Mochimaru H, Sakata S, Maeda H, Wakayama T, Ikarashi M, Kamagata Y, Tamaki H
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol.

      巻: 67 ページ: 3982-3986

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.002234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 古典的手法の再考がもたらす難培養・未知微生物の培養化2017

    • 著者名/発表者名
      玉木秀幸、川崎公誠、鎌形洋一
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 75 ページ: 310-314

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超微小微生物の実態と多様性2017

    • 著者名/発表者名
      中井亮佑、玉木秀幸
    • 雑誌名

      日本微生物生態学会誌

      巻: 32 ページ: 43-50

    • 査読あり
  • [学会発表] 未知の微生物を”培養”して新たな生命機能を探る2018

    • 著者名/発表者名
      玉木秀幸
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 培養技術と環境ゲノム情報で紐解く未知アーキアの新機能2018

    • 著者名/発表者名
      玉木秀幸
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 未知微生物を”培養”して深遠な生物機能を探る2017

    • 著者名/発表者名
      玉木秀幸
    • 学会等名
      第16回 微生物研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 未知の微生物を”培養”して生命の新機能を探る2017

    • 著者名/発表者名
      玉木秀幸
    • 学会等名
      環境微生物系合同大会2017 シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Geochemistry-driven community assembly processes of the rare biosphere in a pristine subsurface aquifer ecosystem2017

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yamamoto, Keith C. Hackley, Walton R. Kelly, Samuel V. Panno, Yuji Sekiguchi, Robert A. Sanford, Wen-Tso Liu, Yoichi Kamagata, Hideyuki Tamaki
    • 学会等名
      International Society for Subsurface Microbiology 2017 conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Realization of Subsurface methanogenic oil degradation system - Important role of porous environment and nutrients2017

    • 著者名/発表者名
      Haruo Maeda, Masayuki Igarashi, Tatsuki Wakayama, Hideharu Yonebayashi, Daisuke Mayumi, Satoshi Tamazawa, Hideyuki Tamaki, Susumu Sakata, Yoichi Kamagata, Takeshi Iida, Noriko Osaka
    • 学会等名
      6th International Symposium on Applied Microbiology and Molecular Biology in Oil Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel mode of methanogenesis by a methanogen isolated from a deep subsurface oil reservoir2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Mayumi, Hideyuki Tamaki, Hanako Mochimaru, Kyosuke Yamamoto, Hideyoshi Yoshioka, Yuichiro Suzuki, Yoichi Kamagata, Susumu Sakata
    • 学会等名
      6th International Symposium on Applied Microbiology and Molecular Biology in Oil Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] METHANOGENIC ACTIVITY AND MICROBIAL DIVERSITY IN A HIGH-TEMPERATURE BIODEGRADED OIL RESERVOIR2017

    • 著者名/発表者名
      H. Mochimaru, S. Sakata, H. Yoshioka, D. Mayumi, H. Tamaki, Y. Kamagata
    • 学会等名
      28th International Meeting on Organic Geochemistry (IMOG)
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-28  

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