共生細菌Symbiobacteriumの絶対環境依存性生育にかかわる因子の同定

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14360059
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 別府 輝彦 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (80011873)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細野 邦昭 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (80339291) ; 上田 賢志 日本大学, 生物資源科学部, 助教授 (00277401)
• Keywords: Symbiobacterium thermophilum / 共生 / 共生因子 / Bacillus / 環境依存性

Research Abstract

Symbiobacterium thermophilum (ST)はBacillus S株との共生下で正常に増殖する好熱性共生細菌である。これまでに、酵母エキスに上記混合培養におけるSTの生育上限(5x10^8cells/ml)の1/100程度の限定的な単独増殖を支持する活性があり、活性炭に吸着しないA成分(K^+で置き換え可能)と吸着するB成分(caseinのtrypsin消化物で置き換え可能)の少なくとも2種類の低分子が含まれることを明らかにした。今回、ペプチドと予想されるB成分について、insulinのtrypsin消化物に認められるST増殖支持活性を主に逆相クロマトグラフィーを用いて追跡、精製した。その結果、15および6アミノ酸からなる特定のペプチドに活性が認められることが明らかになった。
ペプチドの効果とは独立に、STは炭酸ガスを通気することによって顕著な単独増殖を示すことがこれまでに明らかになっている。このことから、混合培養ではBacillusが放出する炭酸ガスないし炭酸イオンがSTの増殖を支持している可能性が示唆された。また、ゲノム解読の結果から、STがカルボニックアンヒドラーゼを欠損していることが予想され、それが炭酸ガス要求性の原因となっている可能性が示された。そこで、大腸菌の同酵素欠損株(yadF^-株)をモデルに用いて枯草菌との混合培養を行ったところ、yadF^-株単独では増殖しないのに対し、枯草菌との混合培養によって通常と同程度の増殖を行うことが明らかになった。
生態学的検証においては、これまでの探索で得られた類縁菌が含まれる培養液中に同時に存在する増殖支持菌を単離し、16S rDNA塩基配列に基づく系統解析を行った。その結果、Ureibacillus属に含まれる3種の菌株が同定された。