Study on anaerobic methane-oxidizing archaea in the coastal sediments of Shonai region

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K08165
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 服部 聡 山形大学, 農学部, 准教授 (40373352)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 古細菌 / 嫌気的メタン酸化 / メタン生成 / 難培養微生物 / 堆積物

Outline of Annual Research Achievements

本研究では山形県庄内沿岸河口域の極浅部堆積物において見出された嫌気的メタン酸化活性を担う古細菌（ANME古細菌）の生理生態の解明及び分離培養化を目的としている。これまで当該古細菌の培養化を試みてきたが、これらは強度の難培養微生物であるため、定法による培養では競合微生物が優占的に増殖してしまい、対象古細菌の培養化が難しいと判断した。そこで今年度は培養前に密度勾配遠心処理を行った。これにより、細胞密度の差異により微生物を物理的に分離し、競合微生物が優占して増殖するリスクを低減しつつ、対象古細菌を取得することを試みた。試料堆積物には、嫌気的メタン酸化活性の最も高かった高深度画分（深度100-110 cm）を使用した。密度勾配遠心処理については、種々の条件検討の末、絶対嫌気環境下で堆積物試料を密度ごとに５つの画分（フラクションF1～F5）に分画する実験系を構築した。分画した各々の試料を植菌源として、各種基質存在下で絶対嫌気培養を行った。その結果、F2～F5画分のH2/CO2培養系からメタン生成古細菌を取得した。分子系統解析の結果、これらはMethanobacterium属に属する水素資化性メタン生成古細菌であることが明らかになった。本法を適用してもANME古細菌の培養化は困難であったが、密度勾配により各々の密度画分で細胞形態の異なる分離株を得ることには成功した。今後、本法を最適化することで、希少な絶対嫌気性古細菌の分離培養化に繋がることが期待される。