河口湖湖底堆積物中における未培養二トロスピラ門磁性細菌の培養に向けた培地検討

河口湖沉积物中未培养硝化螺旋磁杆菌培养基的研究

• 批准号: 21K05370
• 负责人: 下重 裕一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05370/
• 关键词: 磁性細菌; ニトロスピラ門; マグネトソーム; マグネタイト; 磁性ナノ粒子

令和4年度は、前年度に続き採取した湖底表層堆積物中における未培養ニトロスピラ門磁性細菌（以下、本菌と略す）の生育の有無を光学顕微鏡下で定期的に確認した。令和3年3月6日に湖底表層堆積物約500 mLと湖水約1,500 mLを2 Lプラスチック容器6本にそれぞれ採取し、室温（21-25℃）および暗所で約1年8カ月培養を行った結果、全サンプルにおいて本菌と形態的特徴が類似した磁性細菌の生育が確認できた。当該堆積物中から磁気的に濃縮させた磁性細菌の透過型電子顕微鏡観察を行った結果、菌体の細胞内に生合成された磁性ナノ粒子の形状、数および配置がニトロスピラ門に属する磁性細菌の特徴と一致した。また、16S rDNA配列に基づくアンプリコンシーケンスによる菌叢解析結果から、未培養ニトロスピラ門磁性細菌MWB-１株と最も近縁なOTUが検出できたことから、本菌がニトロスピラ門に属する磁性細菌であることを確認できた。しかしながら、本菌以外にもプロテオバクテリア門マグネトコッカス目に属する磁性細菌の存在も確認され、本菌とマグネトコッカス目磁性細菌の存在割合はそれぞれ2.1%および97.9%だった。本菌の存在割合が非常に低かったため、本年度実施予定だったRNA-seq解析等に必要な菌体収量が取得できなかった。そのため、次年度の研究計画だった各サンプルの堆積物中における本菌の深度別の菌数および溶存酸素濃度測定を実施し、本菌の生息環境の分析を行った。その結果、6サンプル中4サンプルの堆積物中の微好気-嫌気的環境（深度-0.5 cm）と嫌気的環境（深度-1.5から-2.5 cm）において他の深度よりも本菌が同時に多く検出された。本菌の堆積物中の生息分布は、ニトロスピラ門に属する磁性細菌の生態的特徴の一つである可能性が高いため、培養を行う上での重要な知見を得ることができた。

In 2004 and 2005, we took samples from the surface sediments of the lake to confirm the presence or absence of uncultured magnetic bacteria (hereinafter referred to as "bacteria") under optical microscope. On March 6, 2003, about 500 mL of lake water was deposited on the surface of the lake. About 1,500 mL of lake water was collected in 6 containers of 2 L. The results of cultivation at room temperature (21-25℃) and dark for about 1 year and 8 months showed that the morphological characteristics of the bacteria were similar to those of the magnetic bacteria. When the magnetic particles are concentrated in the deposit, the magnetic bacteria are observed by transmission electron microscopy, and the shape, number and arrangement of the magnetic particles in the intracellular synthesis of the bacteria are consistent with those of the magnetic bacteria. 16S rDNA alignment results of bacterial flora analysis, uncultured and uncultured magnetic bacteria MWB-1 strain and the most closely related OTU were detected and confirmed. The presence of magnetic bacteria outside of the bacteria was confirmed by 2.1% to 97.9% of the total. The presence of this strain is very low, and this year, we have performed regular RNA-seq analysis to obtain the necessary cell count. The study plan for the first and second years was carried out to determine the number of bacteria and the concentration of dissolved acids in the deposits of each species, and to analyze the living environment of the bacteria. As a result, 6 samples were collected from 4 samples in a slightly favorable environment (depth-0.5 cm) and a slightly unfavorable environment (depth-1.5 cm-2.5 cm). The distribution of life in the accumulation of this bacterium is highly probable, and important insights into the ecological characteristics of magnetic bacteria belonging to the genus are obtained.