海洋における微生物群衆の動態を計測する新手法の開発

本研究は、海洋炭素循環において中心的な役割を果たす細菌群集の動態を迅速にモニターする新たな手法を検討し、「微生物多様性と生態系機能の関係」の解明に大きく貢献することを目指して展開した。本研究の鍵になるアイデアは、生化学トレーサー手法を用いた微生物群集活性(機能)の測定と、分子生物学的手法を用いた群集構造(多様性)の解析を密接に結合させた斬新な手法を開拓することであり、それにより、動的な微生物群集構造解析にむけての突破口となりうる新たな方法的基盤を創出することである。本年度の研究では、前年度に引き続き、生化学トレーサー手法と、群集構造(16SRNAを標的とした蛍光In-situハイブリダイゼーション法)を組み合わせる条件の最適化の検討を推進した。研究計画時に予定した、ブロモデオキシウリジンの使用は、検出感度が十分得られないことが明らかになったため、放射トレーサーの取り込みから細菌活性を求める手法(オートラディオグラフィー法)と、FISH法を結合させることを試みた。その結果、以下の点において、方法的な検討を大きく進めることができた。1.細菌細胞壁の主成分であるペプチドグリカンの放射標識標品を用い、微生物群集活性を高感度に検出することに成功した。2.オートラディオグラフィーによる活性検出を高感度化し、貧栄養な海洋環境中での細菌高分子分解活性の測定が可能になった。3.オートラディオグラフィーと適合的なFISH法プロトコールの検討。

本研究は、海洋炭素循環において中心的な役割を果たす細菌群集の動態を迅速にモニターする新たな手法を検討し、「微生物多様性と生態系機能の関係」の解明に大きく貢献することを目指して展開した。本研究の鍵になるアイデアは、生化学トレーサー手法を用いた微生物群集活性(機能)の測定と、分子生物学的手法を用いた群集構造(多様性)の解析を密接に結合させた斬新な手法を開拓することであり、それにより、動的な微生物群集構造解析にむけての突破口となりうる新たな方法的基盤を創出することである。本年度の研究では、前年度に引き続き、生化学トレーサー手法と、群集構造(16SRNAを標的とした蛍光In-situハイブリダイゼーション法)を組み合わせる条件の最適化の検討を推進した。研究計画時に予定した、ブロモデオキシウリジンの使用は、検出感度が十分得られないことが明らかになったため、放射トレーサーの取り込みから細菌活性を求める手法(オートラディオグラフィー法)と、FISH法を結合させることを試みた。その結果、以下の点において、方法的な検討を大きく進めることができた。1.細菌細胞壁の主成分であるペプチドグリカンの放射標識標品を用い、微生物群集活性を高感度に検出することに成功した。2.オートラディオグラフィーによる活性検出を高感度化し、貧栄養な海洋環境中での細菌高分子分解活性の測定が可能になった。3.オートラディオグラフィーと適合的なFISH法プロトコールの検討。