バイオテクノロジー

磁性細菌
(Desulfovibrio magneticus RS-1T (= NBRC 104933T))

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磁性細菌は、その細胞内にマグネットソーム(magnetosome)と呼ばれる、脂質二重膜に覆われた直径30-50nmの磁石を合成するとともに、環境中の磁場に応答して泳ぐ性質を持っています。こうした性質を持つ細菌は淡水、海水の両方で見つかっており、また、ビブリオ、球菌、螺旋菌などさまざまな形状のものが確認・単離されています。一方、Desulfovibrio属をはじめとする硫酸塩還元菌は、絶対嫌気性のグラム陰性菌で、硫酸塩などの硫黄酸化物を還元し、硫化水素を発生させるとともに有機物を酸化してエネルギーを獲得する性質を持っており、硫黄の循環で重要な役割を果たすと考えられています。建物などの腐食を引き起こす原因とされている一方で、重金属イオンの回収や難分解有機物の分解などのバイオレメディエーションに利用されている細菌として知られています。

今回ゲノム解析を行った磁性細菌のDesulfovibrio magneticus RS-1Tは、偏性嫌気性の硫酸塩還元菌であると共に、これまでに単離された磁性細菌では唯一delta-proteobacteiraに属しています。本菌株は和歌山県の亀野川周辺の水路の泥から単離されました。

ゲノム解析の結果、1本の環状染色体(5,248049bp)と、2本の環状プラスミド(pDMC1;58,704bp, pDMC2;8,867bp)を持つことが明らかになりました。本菌株のゲノム解析により、既に解析されているalpha-proteobacteriaに属する磁性細菌のゲノム配列との比較により、マグネットソーム合成のメカニズムの解明に役立つことが考えられるとともに、産業用磁性素材の開発や硫酸塩還元菌の性質を使ったバイオレメディエーションへの応用などが期待されます。


Desulfovibrio magneticus RS-1 電子顕微鏡写真
松永教授(東京農工大)提供

  chromosome pDMC1 pDMC2
ゲノムサイズ(bps) 5,248,049 58,704 8,867 5,315,620
ORF 4,630 65 10 4,706
GC含量(%) 62.77 58.03 37.17 62.67
データベース DOGAN
NBRC番号 104933
代表共同研究先 東京農工大学

References:

[1] Magnetite formation by a sulphate-reducing bacterium
Sakaguchi, T., Burgess, J.G., Matsunaga, T. (1993)
Nature. 365(47-49).
[2] Cadmium recovery by a sulfate-reducing magnetotactic bacterium, Desulfovibrio magneticus RS-1, using magnetic separation.
Arakaki A, Takeyama H, Tanaka T, Matsunaga T. (2002)
Appl Biochem Biotechnol. 2002 Spring;98-100:833-40.[PMID:12018305]
[3] Desulfovibrio magneticus sp. nov., a novel sulfate-reducing bacterium that produces intracellular single-domain-sized magnetite particles.
Sakaguchi T, Arakaki A, Matsunaga T. (2002)
Int J Syst Evol Microbiol. 2002 Jan;52(Pt 1):215-21.[PMID:11837306]
[4] Formation of magnetite by bacteria and its application.
Arakaki A, Nakazawa H, Nemoto M, Mori T, Matsunaga T. (2008)
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[5] Proteomic analysis of irregular, bullet-shaped magnetosomes in the sulphate-reducing magnetotactic bacterium Desulfovibrio magneticus RS-1.
Matsunaga T, Nemoto M, Arakaki A, Tanaka M. (2009)
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[6] Whole genome sequence of Desulfovibrio magneticus strain RS-1 revealed common gene clusters in magnetotactic bacteria.
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Genome Res. 2009 Oct;19(10):1801-8.[PMID:19675025]
[7] Desulfovibrio magneticus RS-1 contains an iron- and phosphorus-rich organelle distinct from its bullet-shaped magnetosomes.
NByrne M., Ball D., Guerquin-Kern J., Rouiller I., Wu T., Downing K., Vali H., Komeili A. (2010)
Proc Natl Acad Sci. 2010 July 6;107(27):12263-8.[PMID:20566879]

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