生ゴミ分解処理過程における複雑微生物系の構造と機能に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

前年度において単離されたBacillus属の菌株BLx株の系統分類学的解析を行い、新属新種として提唱した。また、本菌株の生ゴミ分解処理過程における役割を解明した。環境中の酵素活性に関する国際会議、Enzymes in the Environmentにて口頭発表を行った。1.BLx株の新属新種としての提唱 BLx株は16SrDNA配列に基づいた系統遺伝学的解析において、新属新種であることが前年度の研究で示唆されていた。そこで、更なる系統分類学的解析を行い、BLx株をBacillaceae科の新属新種Cerasibacillus quisquiliarum BLx株と提唱した。BLx株は培養を経ない分子生態学的手法で生ゴミ処理物中に優占種として存在していたことから、他の有機性廃棄物処理過程から頻繁に検出されるBacillus subtilisやBacillus licheniformisのような幅広い炭素源資化性や生体高分子分解能が期待されたが、前年度の報告にあるようにBLx株のそれらの性質は非常に限られていた。しかしながら、BLx株は生ゴミ分解処理過程において増殖していることから何らかのエネルギーを得ていると考えられた。そこで2.においてBLx株の生ゴミ分解処理過程における役割(機能)について検討した。2.BLx株の群集内での機能 BLx株が処理過程において増殖していることから、BLx株の生ゴミ処理物中での増減に伴う処理物内の変化を解析することで、BLx株の機能の解明を試みた。また、微生物が生ゴミのような不溶性基質を細胞内に取り込む為には、菌体外酵素によりそれらを分解する必要があり、この反応は生ゴミ分解処理において極めて重要な反応であることから、BLx株のゼラチナーゼ産生能に注目し、生ゴミ処理物中のゼラチナーゼ活性の変化とBLx株の増減の関連を解析した。その結果BLx株の増加に伴い、生ゴミ処理物中のゼラチナーゼ活性が増加した。更にゼラチナーゼ活性を活性染色法で解析した結果、BLx株培養上清中ゼラチナーゼとBLx株が優占種である時の生ゴミ処理物中ゼラチナーゼの活性パターンが類似していた。更にこれらの活性がN末端アミノ酸配列解析の結果から同一のものであることが示され、更にN末端アミノ酸配列の相同性からセリンプロテアーゼの一種であることが示唆された。これらの結果からBLx株が生ゴミ分解処理過程でプロテアーゼを産生し、タンパク質分解を担っていることが示唆された。3.Enzymes in the Envionmentにおける発表 同国際会議に参加し前項の研究結果に関する口頭発表を行った。また、各国の微生物生態学の研究者らと討論のなか、今後の研究の進展にかかわる様々な知見を得た。