地下生命圏における根源有機物分解を起点とした生物学的メタン生成機構の解明

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地下圏における根源有機物であるメトキシ芳香族化合物を起点とした生物学的なメタン生成機構を解明することを目的とし、メトキシ芳香族化合物の分解に関わる微生物や未知の機能遺伝子の推定に取り組んできた。根源有機物分解を起点とした生物学的メタン生成が関与している可能性が高い野外試料を採取し、DNA/RNAの抽出を行い、16S rRNA(V4 領域)に基づくアンプリコン解析、メタゲノム解析、及びメタトランスクリプトーム解析を行った。アンプリコン解析から、上述のサンプル中に、最大で 1 割を占める未培養系統群に属する細菌が存在することが分かった。存在比の多さから、この未培養系統群は生態系において何らかの役割を担っていると考え、環境ゲノム解析の結果を元に系統解析を進めた。環境ゲノム解析で生成した Metagenome assemble genome (MAG) を基に解析を進めた結果、この未培養細菌が属する系統群は独立して単系統であり、新綱及び、新門に相当することが分かった。この菌の代謝ポテンシャルはメタトランスクリプトームデータと合わせて現在解析中であり、間接的なメタン生成の可能性を検討中である。その他、データベース上に公開されている微生物のゲノムデータを用いて、未知のメタン生成機能を探索し、それらの機能に関わる未知タンパクを見出すことに成功した。大規模なゲノム解析により、メタン生成アーキアの系統群の一部で、メタン生成に関わるメチル補酵素の合成に関わると予想される未知タンパクのオペロンが見つかった。未知タンパクの発現は、他のメチル補酵素の合成に関わるタンパクの転写量と同期しており、メタン生成反応における何らかのステップで、重要な役割を担っている可能性が高いと考えられた。