2003 Fiscal Year Annual Research Report
熱水噴出域に生息する好熱性微生物による硫黄代謝(循環)に関する研究
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03J09359
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Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
Principal Investigator |
中川 達功 独立行政法人海洋研究開発機構, 極限環境生物フロンティア研究システム, 特別研究員(PD)
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Keywords | 硫酸還元菌 / 深海熱水噴出域 / チムニー / 異化的亜硫酸還元酵素 / Thermodesulfobacteria |
Research Abstract |
硫酸還元菌は地球上の硫黄循環の一端を担う重要な微生物である。近年、深海熱水噴出孔のブラックスモーカーより好熱性硫酸還元菌が分離培養された。さらに、硫黄安定同位体比の解析から25億年より古い時代に既に生物学的硫酸還元の存在が明らかにされた。しかし、始原的な微生物生態系解明への糸口になりうると考えられている深海底熱水活動域における好熱性硫酸還元菌の生態学的役割は未知である。そこで、熱水噴出域に生息する好熱性微生物による硫黄代謝(循環)解明のための基盤的情報および知識の創出を目的に、深海底熱水活動域における硫酸還元菌の分布、多様性について調査した。 試料は、インド洋Kaireiフィールド、沖縄トラフ伊平屋北部、および水曜海山の深海熱水噴出域から回収されたチムニーの表層を用いた。チムニーからDNAを抽出後、PCR反応に供した。PCR増幅された異化的亜硫酸還元酵素遺伝子はクローニング解析、塩基配列の決定、系統分類学的解析により評価された。 その結果、インド洋Kaireiフィールド試料からは好熱性硫酸塩還元古細菌Archaeoglobusおよび好熱性硫酸塩還元細菌Thermodesulfobacteriaの異化的亜硫酸還元酵素遺伝子に近縁な遺伝子が検出された。沖縄トラフ伊平屋北部試料からはThermodesulfobacteriaの他に、好熱性硫酸塩還元細菌Thermodesulfovibrioの異化的亜硫酸還元酵素遺伝子と系統分類学的により深い新規遺伝子が検出された。水曜海山試料からはDesulfobulbusの異化的亜硫酸還元酵素遺伝子に近縁な遺伝子が検出された。以上の結果より、深海熱水噴出域のチムニーの表層に多様な硫酸還元菌が生息することが明らかにされた。さらに、本研究と他の研究内容との比較により、最も原始的と考えられている好熱性硫酸塩還元細菌Thermodesulfobacteria科に近縁な微生物が地球上の深海底熱水活動域に広く分布していることが示唆された。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Nakagawa, T., M.Fukui: "Molecular characterization of community structures and sulfur metabolism within microbial streamers in Japanese hot springs."Applied and Environmental Microbiology. 69. 7044-7057 (2003)
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[Publications] Nakagawa, T., Nakagawa, S., Inagaki, F., Takai, K., Horikoshi, K.: "Phylogenetic diversity of sulfate-reducing prokaryotes in active deep-sea hydrothermal vent chimney structures."FEMS Microbiology Letters.
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[Publications] 中川達功, 福井 学: "月刊海洋"海洋出版株式会社. 9 (2003)