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光合成細菌とイオウ不均化細菌の共代謝による新規イオウ酸化機構

基于光合细菌和硫歧化细菌共代谢的新型硫氧化机制

基本信息

批准号：
20J13082
负责人：
河合繁
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

イオウ不均化菌は、単体イオウやチオ硫酸イオンなどのイオウ化合物を酸化・還元することでエネルギーを取り出す生物の総称である。イオウ源が豊富な温泉環境では、イオウ不均化菌による物質・電子循環に重要であると想定される。本研究では温泉細菌群集の主構成種である好熱性光合成細菌とイオウ不均化菌の環境中における関係や、微生物によるイオウ不均化反応の分子機構の解明を目的としている。今年度は、形質転換可能な光合成細菌を用いたイオウ不均化候補遺伝子の異種発現系の構築や、環境中での光合成細菌とイオウ不均化菌の共存関係・分布を明らかにするために研究を行った。温泉に分布するイオウ不均化細菌Caldimicrobium thiodismutansのゲノムからイオウ不均化候補遺伝子をクローニングしたプラスミドを作成し、緑色硫黄細菌Chlorobaculum tepidumに導入した。作成した遺伝子変異株をイオウ不均化条件で培養し、イオウ不均化反応に伴う硫化水素の濃度変化を測定した。しかしながら、イオウ不均化活性を持つ変異株は得られなかった。温泉細菌群集における好熱性光合成細菌とイオウ不均化菌の分布を明らかにするために、様々な温度域（63~85℃）の16箇所に発達する微生物群集の16S rRNA遺伝子塩基配列を網羅的に解析した。そのうち、８地点（63~70℃）から光合成細菌とイオウ不均化菌由来の塩基配列を取得できた。イオウ不均化菌は光合成細菌の生育限界温度（70℃）を超える温度でも生育できることがわかっているため、70℃以上の温度域に発達する微生物群集にも分布していることが想定された。しかしながら、光合成細菌が存在しない微生物群集では、イオウ不均化菌由来の配列は検出されなかった。以上から、環境中においても光合成細菌とイオウ不均化菌が同所的に存在することが、両者の生育に重要であると考えられた。

Heterogeneous bacteria, monomers, sulfuric acid, compounds, acidification, recovery, extraction, biological synthesis The hot spring environment is rich in water, and the material and electron cycle are important. This study is aimed at clarifying the molecular mechanisms of thermophilic photosynthetic bacteria and microorganisms in the environment of thermophilic photosynthetic bacteria. This year, the construction of heterogeneic development system of photosynthetic bacteria and heterogeneic bacteria in environment and the relationship between heterogeneic bacteria and distribution are studied. The hot spring distribution of heterogeneous bacteria Caldimicrobium thiomutans was introduced into the green sulfur bacteria Chlorobaculum tepium. To prepare the differential culture conditions, to determine the differential reaction conditions, and to determine the concentration of sulfide. It's not like we're going to be able to keep up with this. The distribution of thermophilic photosynthetic bacteria in hot spring bacterial community was analyzed by 16S rRNA gene alignment in 16 sites in the temperature range (63~85℃). 8 locations (63~70℃): Photosynthetic bacteria, heterotrophic bacteria, and their gene alignment The growth limit temperature of photosynthetic bacteria (70℃) is higher than 70℃, and the distribution of microbial communities is stable in temperature range above 70℃. Photosynthetic bacteria exist in microbial communities, and their distribution is uneven. Photosynthetic bacteria exist in the environment and are important for reproduction.