2004 Fiscal Year Annual Research Report
メタン発酵槽内の微生物共生系における細胞間電子伝達系の解明
| Project/Area Number |
16510061
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
重松 亨 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (10315286)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森村 茂 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (20230146)
本田 建次 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (00195306)
|
|---|
| Keywords | メタン発酵 / メタン生成古細菌 / プロピオン酸酸化細菌 / 遺伝子プローブ / ack遺伝子 / 密度勾配遠心 / 系統解析 / 細胞間電子伝達系 |
|---|
| Research Abstract |
メタン発酵プロセスにおけるプロピオン酸などの脂肪酸の分解反応では、脂肪酸分解細菌による脂肪酸の酸化反応に伴い生成する電子を、水素資化性メタン生成古細菌がCO_2のメタンへの還元反応を通じて処理することで、共生的に反応を進行させている。本研究では、下水処理場の嫌気性消化汚泥からプロピオン酸からのメタン発酵プロセスに関与する微生物叢を連続培養法により集積し、微生物間電子伝達系の動態を解明することを目的とした。
下水処理場の嫌気性消化汚泥を微生物源とし、プロピオン酸を唯一の炭素源とする合成廃水を連続供給する中温嫌気性ケモスタットを構築した。希釈率0.01d^<-1>(低希釈率条件)および0.3d^<-1>(高希釈率条件)で定常状態に達した2基のケモスタットを用いて以下の実験を行った。
(1)槽内微生物の代謝機能に関連する遺伝子のPCR増幅と解析
プロピオン酸酸化細菌が、プロピオン酸を酢酸、H_2、CO_2に分解する代謝経路を触媒する酢酸キナーゼ遺伝子(ack)を標的とするPCRプライマーを設計した。得られた塩基配列に基づき系統解析を行った結果、低希釈率条件で優占するクローンと高希釈率条件で優占するクローンの系統的位置は異なっていた。以前実施した16S rRNA遺伝子のクローン解析の結果と相関した。また、メタン生成古細菌のメタン生成を触媒する4種類の酵素遺伝子について、PCRプライマーを設計した。
(2)プロピオン酸分解メタン発酵槽内の微生物群の密度による分画
Percoll密度勾配遠心法により、発酵槽内の微生物群の分画を行った。得られた画分を用いて蛍光in situ hybridization (FISH)法による顕微鏡視野での微生物の観察および16S rRNA遺伝子を標的としたPCR-DGGE解析を行い、密度の違いにより微生物種による分画が行えることが分かった。
|
