バクテリア界における新たな高次分類群を代表する細菌の機能解析

代表细菌王国中新的高级分类群的细菌的功能分析

基本信息

批准号：
14J02782
负责人：
渡邊美穂
金额：
$ 1.09万
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：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J02782/
关键词：
新規細菌ゲノム解析系統分類新綱純粋分離硫酸還元細菌

项目摘要

新規性の高い細菌を得るため、接種源となる環境試料、培養温度、加える有機物の3つの要素に着目し研究を行った。寒帯～亜熱帯域の湖沼堆積物、海洋堆積物、温泉微生物マットなどの多様な水圏環境試料を用いた。培養温度の設定を工夫し、一時的な高温にさらすなどの処理も行った。培養には種々の有機酸または生物毒性の高い石油系炭化水素を添加した。細菌が増殖した培養について、純化作業を繰り返すことにより新規細菌株を得た。細菌株の系統学的・生理生化学的性質の検討を行い、その結果に基づいて新規分類群を提唱した。また全ゲノム配列解析や、細胞形態が独特なものに関しては超微細構造解析も行った。得られた多くの細菌株のなかから、既知の細菌との相違が特に大きい9つの細菌株を選別し、様々な特性を検討した。これまでにうち5株について新種以上のレベルで新規分類群を提唱した。既知の細菌と比較することにより、分類学的混乱が生じていた既存種の再分類や、生化学的分類指標に関する新たな知見を得ることなどができた。さらに、亜寒帯域の湖沼堆積物より得られた細菌についてはこれを唯一の種とする新たな綱・目・科・属を提唱するに至った。この新規細菌は通性嫌気性の中度好熱性細菌であり、細胞形態は球状-桿状-糸状と多様で、細胞の長さは 10-100μm と様々に変化する特徴があった。走査型電子顕微鏡解析により、細胞の表面は毛のような構造で密に覆われていることがわかった。ゲノムDNAのG+C含量は約70％と細菌全体で見ても高い数値を示した。透過型電子顕微鏡解析により、この細菌株は芽胞形成能を有することが示された。全ゲノム解析からは、既知の芽胞形成性細菌とは異なる形成機構の存在が示唆された。論文化の完了した細菌株は国内外の菌株保存機関に寄託・公開し、研究者は誰でも利用可能な状態である。

为了获得高度新颖的细菌，我们围绕三个因素进行了研究：作为接种源的环境样品、培养温度和添加的有机物。使用了各种水生环境样品，包括从北方到亚热带地区的湖泊沉积物、海洋沉积物和温泉微生物丛。他们还设计了培养温度设置并进行了暂时暴露于高温等处理。培养物中添加了各种有机酸或高生物毒性石油烃。通过对细菌生长的培养物重复纯化过程，获得了新的细菌菌株。我们研究了细菌菌株的系统发育和生理生化特性，并根据结果提出了一个新的分类群。我们还对具有独特细胞形态的细胞进行了全基因组序列分析和超微结构分析。在获得的众多菌株中，选择了与已知细菌差异特别大的九株菌株，并检查了各种特性。到目前为止，我们已经为其中五个菌株提出了新物种或更高水平的新分类群。通过与已知细菌进行比较，我们能够对分类学混乱的现有物种进行重新分类，并获得有关生化分类指标的新知识。此外，他还提出了从亚北极地区湖泊沉积物中获得的细菌的新纲、目、科和属，并且这是唯一的物种。这种新细菌是兼性厌氧、中度嗜热细菌，其细胞形态从球形到棒状到丝状不等，细胞长度从10到100μm不等。扫描电镜分析显示，细胞表面密布着毛发状结构。基因组DNA的G+C含量约为70%，即使在整个细菌中也是很高的。透射电镜分析表明该菌株具有产孢能力。全基因组分析表明存在与已知的孢子形成细菌不同的形成机制。已在论文中发表的细菌菌株将被保存并公开在日本和海外的菌株存储库中，并将提供给任何研究人员。