深海由来微生物のセルロース分解機構の解明

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深海では浅海から沈降する有機物をエネルギー源とした生態系が広がっていると考えられているが、深海における有機物の生分解については知見がほとんど得られていない。セルロースは植物や藻類、ホヤなどによって豊富に生産されることに加えて高い結晶性を持つことから、深海までたどり着く有機物の多くを占めることが推測される。そこで本研究では、独自のスクリーニング手法を用いて深海からセルロース分解菌を分離することで、深海由来微生物の保有する糖質関連酵素及びそのセルロース分解メカニズムを明らかにすることとした。本年度は、これまでの成果を取りまとめ、セルロース分解活性の高感度検出法に関する論文としてiScience誌に発表し、さらに手法をプロトコル化してSTARProtocolsに発表した。併せて、深海由来セルロース分解菌GE09株の分類学的論文をIJSEM誌で発表した。また、本年度は深海由来の複数の分離株が有する酵素の違いに着目して研究を進めた結果、特に新規性の高いCR0109株が、エキソ型セルラーゼを持たないにも関わらず、結晶性セルロースを効率的に分解できることを明らかとした。本菌の近縁種においては、セルロース分解菌に一般的に存在する酵素群ではなく、多様なタンパク質を用いて分解反応を行っていることが示唆されている。今後、詳細な発現解析と酵素の機能解析を進めて行く予定である。