深海熱水域に生息する特異微生物の環境適応機構の分子的解明と地球環境修復への展開

深海热液中独特微生物环境适应机制的分子阐明及其在全球环境恢复中的应用

基本信息

批准号：
12J03037
负责人：
美野さやか
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題は、培養技術を駆使し、深海底熱水活動域に生息する特異な微生物の分離、生態学的研究、および地球環境修復への応用展開を目的としている。2014年度は、熱水活動域に棲息するN2O還元細菌に近縁な新規微生物の性状解析を行い、新種として提唱した。具体的には、昨年度分離培養に成功した新規化学合成独立栄養細菌の性状を決定し、深海熱水活動域由来の中温性細菌で報告例のない水素酸化-チオ硫酸還元能を有し、近縁種の中では稀な絶対嫌気性細菌であることを明らかにした。本分離株をSulfurovum aggregansとして提唱し、微生物系統分類を扱う国際雑誌IJSEMにて発表した。また、N2O還元細菌に近縁な化学合成独立栄養細菌集団の種内多様性の解明に向けて、新たな微生物分離株の遺伝子情報を加え、ゲノムレベルの遺伝的多様性解析に成功した。具体的には、昨年度得られた新規沖縄トラフ熱水サイト由来の分離株のもつ11個の遺伝子塩基配列を決定し、これらの分離株を含め、4海域15フィールド（サイト）由来の微生物分離株の種内遺伝的多様性の比較を可能とした。本遺伝子解析から、海域に固有の遺伝的特徴を有する微生物集団が存在することを突き止めた。さらに、米国Woods Hole Oceanographic Institutionが実施した東太平洋海膨熱水活動域の調査航海に参加し、25種類に及ぶ熱水活動域由来の試料を採取した。これまで本海域由来の分離株が持つ遺伝子情報を上記の遺伝的多様性解析に考慮できておらず、本熱水性試料は全球規模の微生物遺伝的多様性の解明に向けて極めて重要である。これらの熱水性試料から、既に12株以上の分離株を取得しており、今後、新たな分離株を用いてN2O還元能の評価および微生物集団の遺伝的多様性解析に取り組む予定である。

该项目旨在利用培养技术分离生活在深海热液区的独特微生物，进行生态研究，并开发全球环境恢复的应用。 2014年，我们分析了一种与生活在热液区的N2O还原菌密切相关的新微生物的特性，并将其作为一个新物种。具体来说，我们确定了去年成功分离培养的一种新的化学自养细菌的特性，发现它具有氢气氧化和硫代硫酸盐还原能力，这在来自深海热液区的嗜温细菌中是从未报道过的。结果表明，它是一种专性厌氧细菌，在相关物种中是罕见的。我们将这种分离物命名为 Sulfurovum aggregans，并将其发表在 IJSEM（一本处理微生物系统发育分类的国际期刊）上。此外，为了阐明与N2O还原菌密切相关的化能自养细菌种群的种内多样性，我们添加了新微生物分离株的遗传信息，并成功分析了基因组水平的遗传多样性。具体而言，我们确定了去年获得的来自新冲绳海槽热液地点的分离株的11个基因碱基序列，并对包括这些分离株在内的4个海域的15个场（点）的微生物分离株进行了分析，从而实现了种内遗传多样性的比较。这项遗传分析揭示了具有海洋区域特有遗传特征的微生物种群的存在。此外，我们还参加了美国伍兹霍尔海洋研究所对东太平洋扩张热液区的考察巡航，采集了25种热液区样品。到目前为止，上述遗传多样性分析尚未考虑到该地区分离株的遗传信息，而该热液样本对于阐明全球微生物遗传多样性极为重要。我们已经从这些热液样品中获得了超过12个分离株，我们计划使用新的分离株来评估N2O还原能力并分析微生物种群的遗传多样性。