研究内容

淡水湖沼に生息する化学合成硫黄酸化細菌の生態

 炭素、窒素、および硫黄は、生体を構成・駆動する上で重要な元素であり、その自然環境中での挙動は微生物活動に強く依存しています。化学合成硫黄酸化細菌は、これら諸元素の循環をリンクする微生物として地球上に普遍的に生息しており、その生態には大きな関心が寄せられています。また、これらがエネルギーを獲得するために行う硫黄酸化は、生命最古の代謝の一つであると考えられており、進化の観点からも重要視されています。
 化学合成硫黄酸化細菌に関する研究は、多くの場合「海洋、温泉、地下水」のような硫黄循環が卓越する環境由来のものを扱って行われてきました。一方で、より一般的な淡水湖沼環境に生息するものについては、現場に生息する系統群のような基礎的な情報すら欠乏していました。我々は、淡水湖沼にどのような硫黄酸化細菌が生息していて、どのような特徴を持っているのかを解明するために、包括的な研究を行っています。様々な淡水湖沼で野外調査を実施するとともに、分子生物学的手法を用いて現場の硫黄酸化細菌群集の構成を調査しています。一方で、淡水湖沼から硫黄酸化細菌を純粋培養化し、その特徴を培養実験で明らかにしています。さらに最近ではゲノムを解読することで、得られた菌株の性質をより詳細に解析しています。また、得られたゲノム配列はプロテオーム解析のデータベースとしても活用しています。このような様々な実験から得られた結果を総合して、淡水湖沼環境に生息する硫黄酸化細菌の生態解明を目指しています。

<成果等>
  1. Kojima,H., Ogura,Y., Yamamoto,N., Togashi,T., Mori,H., Watanabe,T., Nemoto,F., Kurokawa,K., Hayashi,T., and Fukui,M. Ecophysiology of Thioploca ingrica as revealed by the complete genome sequence supplemented with proteomic evidence. ISME Journal : in press.
  2. Watanabe,T., Kojima,H., and Fukui,M. Complete genomes of freshwater sulfur oxidizers Sulfuricella denitrificans skB26 and Sulfuritalea hydrogenivorans sk43H: Genetic insights into the sulfur oxidation pathway of betaproteobacteria. Systematic and Applied Microbiology 37:387-395.2014.
  3. Kojima,H., Watanabe,T., Iwata,T. and Fukui,M. Identification of major planktonic sulfur oxidizers in stratified freshwater lake. PLoS ONE : e93877. 2014.
  4. Kojima,H. and Fukui,M. Sulfurisoma sediminicola gen. nov., sp. nov., a novel facultative autotroph isolated from a freshwater lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 64: 1587-1592. 2014.
  5. Watanabe,T., Kojima,H., Takano, Y. and Fukui,M. Diversity of sulfur-cycle prokaryotes in freshwater lake sediments investigated using aprA as functional marker gene. Systematic and Applied Microbiology 36: 436-443.2013.
  6. Watanabe,T., Kojima,H. and Fukui,M. Draft genome sequence of a psychrotolerant sulfur-oxidizing bacterium Sulfuricella denitrificans skB26 and proteomic insights into cold adaptation. Applied and Environmental Microbiology 78: 6545-6549.2012.
  7. Nemoto,F., Kojima,H., Ohtaka,A. and Fukui,M. Filamentous sulfur-oxidizing bacteria of the genus Thioploca from Lake Tonle Sap in Cambodia. Aquatic Microbial Ecology 66: 295-300.2012.
  8. Kojima,H. and Fukui, M. Sulfuritalea hydrogenivorans gen. nov., sp. nov., a novel facultative autotroph isolated from a freshwater lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 61: 1651-1655. 2011.
  9. Kojima,H. and Fukui,M. Sulfuricella denitrificans gen. nov., sp. nov., a novel sulfur-oxidizing autotroph isolated from a freshwater lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60:2862-2866. 2010.
  10. Kojima,H., Nakajima,T. and Fukui,M. Carbon source utilization and accumulation of respiration-related substances by freshwater Thioploca species. FEMS Microbiology Ecology 59:23-31. 2007.
  11. Kojima,H., Koizumi,Y. and Fukui,M. Community Structure of Bacteria Associated with Sheaths of Freshwater and Brackish Thioploca species. Microbial Ecology 52: 756-773. 2006. 論文査読有
  12. Kojima,H., Teske,A. and Fukui,M. Morphological and phylogenetic characterizations of freshwater Thioploca species from Lake Biwa, Japan and Lake Constance, Germany. Applied and Environmental Microbiology 69: 390-398. 2003.