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sp. nov., a mesophilic sulfate-reducing deltaproteobacterium isolated from a deep siliceous mudstone formation上野 晃生*; 玉澤 聡*; 玉村 修司*; 村上 拓馬*; 木山 保*; 猪股 英紀*; 天野 由記; 宮川 和也; 玉木 秀幸*; 長沼 毅*; et al.
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 71(2), p.004683_1 - 004683_10, 2021/02
被引用回数：8 パーセンタイル：62.07(Microbiology)幌延深地層研究計画における地上からのボーリング調査孔であるHDB-6の深度288.7-303.0m区間から採水された地下水中から、新種の嫌気的硫酸還元菌を単離した。これをHN2
株と呼ぶ。採水深度の地質は新第三紀堆積岩の稚内層であり、上位の珪藻質泥岩である声問層から珪質泥岩である稚内層への遷移帯に当たる。単離されたHN2株は、温度5-43
C及びpH6.5-7.5の環境において成長が確認された。HN2株は、硫酸塩や亜硫酸塩, Fe
, マンガン酸化物等を電子受容体とし、硫黄元素や硝酸塩,亜硝酸塩は電子受容体として使用しない。HN2株は、NaClを必要としないが、最大でNaCl濃度4%(w/v)の高塩濃度環境において生息できた。表現型・分子的遺伝情報から、HN2株を新種と判断し、 sp. nov.と命名する。
玉澤 聡*; 上野 晃生*; 玉木 秀幸*; 玉村 修司*; 村上 拓馬*; 木山 保*; 猪股 英紀*; 宮川 和也; 長沼 毅*; 金子 勝比古*
no journal, ,
嫌気的環境の一つである陸域地下珪藻質泥岩層は地球上に広く分布しており、北海道北部地域の天塩平野の地下には、新生代新第三紀中新世に形成された海成堆積物から成る珪藻質泥岩層が広がっている。これまで珪藻質泥岩層のボーリングコア試料または孔隙水の微生物群集構造解析やメタゲノム解析によって、発酵性細菌と推測される微生物群の存在は示唆されていたものの、現在まで分離培養されておらずその生理生態学的機能はほとんど明らかにされていなかった。本報告は、幌延深地層研究センターの深度250m調査坑道から採取した地下水から、新規Bacteroidetes門細菌HJ250株の純粋分離に成功したことを報告するものである。HJ250株は、15-37C、pH6.0-9.0で生育可能な絶対嫌気性の発酵性細菌であり、メタン生成菌が利用可能な有機化合物を作り出す能力を持っていることが推測される。また、異なる深度の地下水試料から、HJ250株と100%の相同性を示すDNA配列が検出されたことから、HJ250株は原位置にただ存在するだけでなく、珪藻質泥岩層の特に比較的浅部域における嫌気的有機物分解反応に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
玉澤 聡*; 上野 晃生*; 玉木 秀幸*; 玉村 修司*; 村上 拓馬*; 木山 保*; 猪股 英紀*; 宮川 和也; 長沼 毅*; 金子 勝比古*
no journal, ,
これまでの研究により、北海道北部地域の地下に分布する新第三紀堆積岩中の地下水において、微生物による有機物の発酵分解とメタン生成反応が生じていることが報告され、発酵性細菌が嫌気的な有機物分解過程において重要な役割を担っていることが示唆されてきた。しかしながら、これらの発酵性細菌は分離培養されておらずその機能の大半は不明であった。本研究では、これらの発酵性細菌の分離培養化と機能解析を実施した。幌延深地層研究センターの地下250m調査坑道から採水した地下水から単離した新規発酵性細菌HJ250株は、少なくとも科レベルで新規な系統群に分類されることが分かった。生理性状解析の結果、HJ250株は15-37C、pH6.0-9.0、NaCl 0-80g/Lで生育可能な糖資化性の絶対嫌気性発酵性細菌であることが分かった。さらに、HJ250株は、Bacteroidetes門細菌としては報告例の極めて少ない、鉄還元能を有することが明らかとなった。また、HJ250株と同様のDNAおよびRNAが、異なる深度の地下水からも検出されたことから、HJ250株が珪藻質泥岩層の比較的浅部域における炭素及び鉄循環に大きく寄与している可能性が示唆された。
玉澤 聡*; 上野 晃生*; 村上 拓馬*; 宮川 和也; 玉村 修司*; 木山 保*; 猪股 英紀*; 長沼 毅*; 金子 勝比古*; 五十嵐 敏文*
no journal, ,
令和2年度以降の幌延深地層研究計画において原子力機構が取り組んでいる課題の1つである「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」では、物質移行に対する微生物の影響を確認する必要がある。本研究では、幌延地域の地下深部に存在する微生物群集の構造を規定する要因を明らかにするために、幌延深地層研究センターの地下研究施設から掘削されたボーリング孔を利用して地下水を採水し、16S rRNA遺伝子アンプリコンシーケンスデータを取得し、地下水の地球化学データとの関連性について解析的検討を実施した。その結果、試料間に見られる微生物の群集構造の差異は、採水深度や地下水の電気伝導度、Na
, K, Ca
, Mg
, Li, Cl
, Br, NH
, PO
, Sr, I, SO
などのパラメータと統計的に有意な関連性を持つことが示された。これらの溶存イオン種の空間的な差異は、既往の研究により、化石海水が天水によって希釈されることにより形成されたと考えられている。このことから、本地域の微生物群集構造に影響を及ぼす一因は、化石海水の天水による希釈である可能性が示唆される。
sp. Z1-71株のメタン生成アーキアとの共培養について上野 晃生*; 玉澤 聡*; 玉村 修司*; 村上 拓馬*; 猪股 英紀*; 天野 由記; 宮川 和也; 長沼 毅*; 五十嵐 敏文*
no journal, ,
幌延深地層研究センターの位置する北海道幌延町の深部地下水にはメタンが溶存している。また、酸化還元電位は-250から-100mVの還元的な値を示す。この電位は硫酸還元反応や二酸化炭素の還元によるメタン生成反応により支配されていると考えられており、その還元反応には微生物活動による触媒反応が必要である。しかしながら、微生物活動によるメタン生成機構や地下水中への二酸化炭素の供給機構については不明な点が多い。本研究では本地域におけるメタン生成機構の解明を目的として、地下施設内のボーリング孔から得られた地下水から新規微生物を取得し、その機能を調べた。取得された新規微生物Mangrovibacterium sp. Z1-71株はD-Glucoseを炭素源として水素を生成することが分かった。この新規微生物を、同地下施設から単離された水素資化性メタン生成古細菌とN2/CO2雰囲気で共培養した結果、メタンの発生が認められた。メタン生成古細菌単体ではメタンが生成されなかったことを踏まえると、本研究で取得された新規微生物が生成する水素もしくは低分子量有機物を用いてメタン生成古細菌がメタンを生成していることが考えられる。
上野 晃生*; 佐藤 聖*; 玉村 修司*; 村上 拓馬*; 猪股 英紀*; 玉澤 聡*; 天野 由記; 宮川 和也; 長沼 毅*; 五十嵐 敏文*
no journal, ,
幌延深地層研究センター地下施設より採取した地下水を接種源とし、偏性嫌気性の新規微生物Mangrovibacterium sp.Z1-71株(以下Z1-71株)を取得した。全ゲノム解析の結果、ゲノムサイズが約5.7Mbpと、既報のMangrovibacterium属細菌とほぼ同じゲノムサイズであった。16S rRNA遺伝子(1450 bp)の配列比較では、最近縁種のM. diazotrophicum DSM 27148
株とは94.6パーセントの一致性であったこと、全ゲノムを用いた系統解析では、既知のMangrovibacterium属とは異なるクレードに分類されたことから、Z1-71株は新種細菌である可能性が高いことが分かった。グルコースを炭素源として培養試験を行った結果、水素を生成することが分かった。過去に同地下環境から単離された水素資化性メタン生成アーキア、Methanoculleus horonobensis T10株(以下T10株)との共培養試験を行った。T10株単独の培養ではメタンは生じなかったが、Z1-71株との共培養を行ったところメタンが生じた。本実験結果より、Z1-71株が生成する水素もしくは低分子量有機物を用い、T10株がメタン生成を行うと考えられた。
