2016 Fiscal Year Annual Research Report
地球規模での炭素循環に関与する未知アーキアの解明－ゲノム情報を活用した分離培養－
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16J10845
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
中原 望 長岡技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | アーキア / 未培養微生物 / ゲノム解析 / 海底堆積物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で対象としているアーキアは、系統分類学において新しい門を代表することから、分離・培養し、その生理学的・遺伝子学的な詳細を解明することができれば、新しい代謝経路・遺伝子の発見が十分に期待できる微生物群である。本年度は、以下の２点を基軸として研究を遂行した。
1) ショットガンゲノム解析アプローチによる全ゲノム配列の決定
2) 純粋培養へ向けた培養条件の検討
1)のゲノム解析に関しては、本研究で対象としているアーキアの増殖速度の遅さと菌体収量の低さから、全ゲノム配列を解読することは難しく、今年度はドラフトゲノム配列 (全ゲノム配列に対して90%程度の完成度)の決定に留まった。そのため、ゲノム配列に基づいた代謝経路を推定するにはやや信頼性に欠けるデータであり、引き続き、ドラフトゲノム配列の深度（各リードの厚み）を深め、サンガーシーケンスを用いて全ゲノム配列の決定を行う予定である。一方で、2)の培養条件の検討については、本研究で対象としているアーキアの培養系に培養初期から存在しているバクテリアを分離することに成功し、その一部の生理代謝機能を明らかにすることができた。このバクテリアも海底下堆積物中に優占して存在している未培養バクテリアであることが知られており、本研究で対象としているアーキアと同様に数種類の有機物を利用して生育することができることがわかった。本年度に得られた結果から、次年度以降は分離したバクテリアの情報や本研究で対象としているアーキアの全ゲノム配列から予想される代謝経路から炭素源として利用できそうな基質を用いて純粋培養を進めて行く予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
難培養性であるために取り扱いが煩雑なアーキアを対象としている研究にも関わらず、遺伝子学的特徴だけでなくその生理学的特徴を着実に明らかしている。さらに、同一の培養系内に存在していた未培養バクテリアの分離に成功し、遺伝子学的特徴とその生理代謝機能を明らかにしつつある。ただし、どちらの微生物についても生理学的特徴についてさらに詳細な理解が必要であり、今後は利用できる基質について調査を進める。以上の理由から総合的に判断すると本研究は、おおむね順調に進展していると考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予想していた以上に、本研究で対象としているアーキアの増殖速度は遅く、かつ菌体収量も低くかった。これらのことは、これまで分離されてきた微生物と比較しても他に類を見ないほどであり、詳細な生理学的な特徴を調べ、菌株保存機関に寄託するにはかなりの時間を要すると考えられた。したがって、本アーキアの純粋培養を目指すことも重要であるが、高度な集積培養系の状態で調査可能な遺伝学的・生理学的な特徴を調べて一旦、論文化すると共に、今後の研究を加速するために培養条件の検討などを行い菌体収量の増加を目指す。
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[Presentation] novel uncultured Chloroflexi; a bacterial dark matter in subseafloor environment2016
Author(s)
Nozomi Nakahara, Masaru Nobu, Yoshihiro Takaki, Sanae Sakai, Eiji Tasumi, Hideyuki Tamaki, Takashi Yamaguchi, Ken Takai, Hiroyuki Imachi
Organizer
The 8th Asian Symposium on Microbial Ecology
Place of Presentation
National Taiwan University, Taipei, Taiwan
Year and Date
2016-09-30 – 2016-10-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] Cultivation of previously uncultured Chloroflexi, a bacterial dark matter in subseafloor biosphere2016
Author(s)
Nozomi Nakahara, Yoshihiro Takaki, Masaru Nobu, Hideyuki Tamaki, Takashi Yamaguchi, Ken Takai, Hiroyuki Imachi
Organizer
16th International Symposium on Microbial Ecology (ISME16)
Place of Presentation
Palais des Congres de Montreal, Montreal, QC, Canada
Year and Date
2016-08-21 – 2016-08-26
Int'l Joint Research
