メタノセラ属メタン生成古細菌
( Methanocella paludicola SANAE^T (= NBRC 101707^T))

メタノセラ属古細菌は中温性のメタン生成古細菌の一種でH₂/CO₂及びギ酸からメタンを生成します。 メタノセラ属古細菌はRice Cluster I (RC-I)と呼ばれるグループに属する古細菌で、湖水や泥炭地など多様な嫌気環境に生息します。^[1]中でも、特に水田に優占して存在し、水田からのメタン生成に関与することが知られています。^[2] 水田は温室効果ガスであるメタンの主要な発生源であり、水田から放出されるメタンの総量は地球全体のメタン排出量の10-25%にものぼるという試算もあることから、地球温暖化への影響が懸念されています。^[3]しかし、RC-Iグループ古細菌の単離は難しいとされ、これまで分離株の報告がなく、水田からのメタン生成機構を考えるために重要な基礎的知見が欠けていました。 本菌は新潟県長岡市の水田土壌から単離され、RC-Iグループで初めての単離例となった古細菌です。^[4][5]

ゲノム解析の結果、M. paludicola SANAE^T株のゲノムは1本の環状染色体（2,957,635 bp; G+C含量54.9%）を持つことが明らかとなり、3,004個のORFと2つのrRNAオペロン、48個のtRNA遺伝子が予測されています。 ゲノム中にはH₂/CO₂もしくはギ酸を基質としてメタン生成を行う遺伝子群も揃っており、これは本菌の生理学的特徴と一致するものでした。 本菌の特徴と他のメタン生成古細菌とを比較することにより、RC-Iグループ古細菌が水田に優占化し、メタンを発生するの機構があきらかになることが期待されます。

Methanocella paludicola 電子顕微鏡写真
酒井氏 （JAMSTEC)　撮影

References:

[1] Clime change 2001, the scientific basis.

Dentener F, Derwent R, Dlugokencky E, Holland E, Isaksen I, Katima J, Kirchhoff V, Matson P, Midgley P and Wang M. (2001)

Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press.

[2] Rice Cluster I methanogens, an important group of Archaea producing greenhouse gas in soil.

Conrad R, Erkel C, Liesack W. (2006)

Curr. Opin. Biotechnol. 17:262-267.[PMID:16621512]

[3] Genome of Rice Cluster I archaea--the key methane producers in the rice rhizosphere.

Erkel C, Kube M, Reinhardt R, Liesack W. (2006)

Science 313:370-372.[PMID:168579473]

[4] Isolation of key methanogens for global methane emission from rice paddy fields: a novel isolate affiliated with the clone cluster rice cluster I.

Sakai S, Imachi H, Sekiguchi Y, Ohashi A, Harada H, Kamagata Y. (2007)

Appl. Environ. Microbiol. 73:4326-4331.[PMID:17483259]

[5] Methanocella paludicola gen. nov., sp. nov., a methane-producing archaeon, the first isolate of the lineage 'Rice Cluster I', and proposal of the new archaeal order Methanocellales ord. nov.

Sakai S, Imachi H, Hanada S, Ohashi A, Harada H, Kamagata Y. (2008)

Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 58:929-936.[PMID:18398197]

[6] Genome Sequence of a Mesophilic Hydrogenotrophic Methanogen Methanocella paludicola, the First Cultivated Representative of the Order Methanocellales.

Sakai S, Takaki Y, Shimamura S, Sekine M, Tajima T, Kosugi H, Ichikawa N, Tasumi E, Hiraki AT, Shimizu A, Kato Y, Nishiko R, Mori K, Fujita N, Imachi H, Takai K. (2011)

PLoS One. 6(7)[PMID:21829548]

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