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RIKEN BioResource Research Center - Japan Collection of Microorganisms
JCM Mail News (電子メール版) No. 134
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理化学研究所 バイオリソース研究センター 微生物材料開発室(JCM)
が公開している微生物等の最新情報をお届けします。
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● リソース紹介「酸性温泉から分離された絶対共生性ミクロカルドータ
アーキアMicrocaldus variisymbioticus」
● 「JCM BLAST検索」を公開しています
● 新規公開微生物株(2024年11月公開-2025年1月公開)
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┃ リソース紹介「酸性温泉から分離された絶対共生性ミクロカルドータ
┃ アーキアMicrocaldus variisymbioticus」
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近年のメタゲノム解析により、DPANN群(現Nanobdellati界)と名付けられ
たアーキアの未培養系統群が多様な自然環境中に生息することが明らかとなり
ました(Rinke et al. 2013)。その後の更なる解析により、DPANN群は地球上の
アーキア多様性の約半分を占めることが示されています(Castelle et al. 2018)。
彼らの最大の特徴は、一般的な微生物が増殖するために保有する遺伝子セット
(例:中央代謝系、解糖系・糖新生、アミノ酸生合成関連遺伝子など)をほと
んど持たない点です。そのため、多くのDPANNアーキアは、他の微生物から栄
養を受け取って増殖する絶対共生性の微生物だと考えられています。実際に、
これまでに10件ほどの培養報告例がありますが、そのどれもが宿主との共培養
系(単独では増殖しない)の報告となっています(Huber et al., 2002; Wurch
et al., 2016; St John et al., 2019; Hamm et al., 2019; Kato et al., 2022;
Sakai et al., 2022など)。一方で、本群に属する培養株は、これまでどの菌
株保存機関にも寄託されていませんでした。そのような背景の中、DPANN群に
属する初の正式記載種として、Nanobdella aerobiophila(=JCM 33616株として
提供中)が2022年に報告されました(Kato et al. 2022)。その後、DPANN群に
代わる正式な系統群名としてNanobdellati界が認められました(Göker and
Oren 2024)。「界」とはアーキアドメインにおける最上位分類階級にあたりま
すが、この提唱に私たちJCMが関わらせていただけたことは大変光栄なことです。
Nanobdellati界に関するより詳細な情報は、当室の加藤が総説としてまとめて
おります(加藤 2024)。ご興味のある方は是非ご高覧ください。
さて、本題に入りますが、われわれはNanobdellati界における2種目の正式
記載種Microcaldus variisymbioticusを報告し、本属を基準属とした新門
Microcaldota門(ミクロカルドータ門)を提唱しました(=JCM 33787株として
提供中)(Sakai et al. 2022; Göker and Oren 2024)。Microcaldota門は、古
くは「ARMAN」または「"Candidatus Micrarchaeota" 門」と呼ばれてきた系統
です。本株は、好熱好酸性アーキアMetallosphaera javensis AS-7株を宿主と
する絶対共生性のアーキアで、共培養系としてJCMに寄託されています。絶対
共生性と聞くと「培養が難しい」と思われる方が多いのですが、この株はそん
なこともなく、好気条件下で一般的な培養器具(試験管や三角フラスコなど)
で培養可能です(ただし培養温度は60~70度)。以下に本株のユニークな性質
について紹介いたします。是非、研究材料として幅広い研究機関にて利活用い
ただければ幸甚です。
細胞形態
直径240-440 nmの極小細胞を持ち、細胞はSレイヤーと呼ばれる糖タンパク質
(細胞壁)で覆われています(Sakai et al. 2022; Johnson et al. 2024)。
宿主AS-7株の細胞に付着して増殖する様子が観察されています。また、
M. variisymbioticus とAS-7株の細胞間に中空の繊維状構造体が観察されてお
り(Johnson et al. 2024)、この構造を通して物質のやり取りをしている可能
性が示唆されていますが、詳細な機構は不明です。
ゲノム性状
814,439 bpの小さなゲノムを持ちます。ゲノム上にはTCA回路や電子伝達系の
遺伝子がコードされているためATPを作ることはできそうですが、解糖系・糖
新生、ペントースリン酸経路、核酸・アミノ酸・ビタミンの生合成等に関わる
多くの遺伝子が欠如しています。これらの不足している代謝経路は宿主に強く
依存していると考えられており、実際に単独では増殖しないことが確認されて
います。
生息環境
M. variisymbioticusはインドネシアの酸性温泉(62度 pH 3.3)から分離され
ました。DNAデータベース上には本株と属レベルで近縁な環境DNA配列は1つも
見つかりませんが、科または目レベルで近縁な配列は常温の酸性環境中から多
く見つかります。それより上位の分類レベル(綱または門)で近縁な環境DNA
配列は多様な環境(鉱山酸性排水、温泉、土壌、泥炭、高塩分環境、淡水環境
など)から検出されています(Chen et al. 2018)。
宿主範囲
M. variisymbioticusの最大の特徴は何といってもその宿主範囲です。これま
でNanobdellati界(旧DPANN群)に属する絶対共生性アーキアは「特定の宿主
(1種)」を持つことが一般的でした。しかし、M. variisymbioticusは3属5種
の異なる宿主を利用して増殖可能なことが明らかとなりました。本株がどのよ
うな機構で宿主と非宿主を見分けているのか?「特定の宿主」しか利用できな
い他のNanobdellatiアーキアとは何が異なるのか?など、生態学的・進化学的
な興味は尽きません。JCM寄託株を利用した研究が広く行われていくことによ
り、近い将来、謎に満ちたNanobdellatiアーキアの生理生態が1つずつ明らか
となっていくことでしょう。
参考文献
加藤真悟 Nanobdellatiアーキアから探る初期生物の姿.
Viva Origino. 2024;52;1–16.
Castelle CJ, Brown CT, Anantharaman K et al. Biosynthetic capacity,
metabolic variety and unusual biology in the CPR and DPANN radiations.
Nat. Rev. Microbiol. 2018;16:629–45.
Chen LX, Méndez-García C, Dombrowski N et al. Metabolic versatility of
small archaea Micrarchaeota and Parvarchaeota. ISME J 2018;12:756–75.
Göker M, Oren A. Valid publication of names of two domains and seven
kingdoms of prokaryotes. IJSEM 2024;74:1–8.
Hamm JN, Erdmann S, Eloe-Fadrosh EA et al. Unexpected host dependency
of Antarctic Nanohaloarchaeota. PNAS 2019;116:14661–70.
Huber H, Hohn MJ, Rachel R et al. A new phylum of Archaea represented
by a nanosized hyperthermophilic symbiont. Nature 2002;417:63–7.
St John E, Liu Y, Podar M et al. A new symbiotic nanoarchaeote
(Candidatus Nanoclepta minutus) and its host (Zestosphaera
tikiterensis gen. nov., sp. nov.) from a New Zealand hot spring.
Syst. Appl. Microbiol. 2019;42:94–106.
Johnson MD, Shepherd DC, Sakai HD et al. Cell-to-cell interactions
revealed by cryo-tomography of a DPANN co-culture system.
Nat. Commun. 2024;15:1–11.
Kato S, Ogasawara A, Itoh T et al. Nanobdella aerobiophila gen. nov.,
sp. nov., a thermoacidophilic, obligate ectosymbiotic archaeon, and
proposal of Nanobdellaceae fam. nov., Nanobdellales ord. nov. and
Nanobdellia class. nov. IJSEM 2022;72:1–12.
Rinke C, Schwientek P, Sczyrba A et al. Insights into the phylogeny
and coding potential of microbial dark matter. Nature 2013;499:431–7.
Sakai HD, Nur N, Kato S et al. Insight into the symbiotic lifestyle of
DPANN archaea revealed by cultivation and genome analyses.
PNAS 2022;119:e2115449119.
Wurch L, Giannone RJ, Belisle BS et al. Genomics-informed isolation
and characterization of a symbiotic Nanoarchaeota system from a
terrestrial geothermal environment. Nat. Commun. 2016;7:12115.
酒井 博之(基礎科学特別研究員)
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┃ 「JCM BLAST検索」を公開しています
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「JCM BLAST検索」を公開しています。クエリ配列と相同性のあるゲノム配列
をもつJCM株(もしくは同等株)を検索することができます。
現時点では、原核生物株のみが対象です。是非ご活用ください。
JCM BLAST検索
https://www.jcm.riken.jp/JCM/jcmblast/jp/
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┃ 新規公開微生物株(2024年11月公開-2025年1月公開)
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細菌
Amycolatopsis melonis JCM 35654 Type strain
Anaerobaca lacustris JCM 39238 Type strain
Aureispira anguillae JCM 35024 Type strain
Bacillus suaedaesalsae JCM 34525 Type strain
Bengtsoniella intestinalis JCM 35770 Type strain
Bifidobacterium apicola JCM 37002 Type strain
Bifidobacterium favimelis JCM 36315 Type strain
Bifidobacterium favimelis JCM 36316
"Chloracidobacterium validum" JCM 39534 Proposed type strain
Clostridium lapidicellarium JCM 36532 Type strain
Clostridium moutaii JCM 36530 Type strain
Desulfovibrio falkowii JCM 36128 Type strain
Faecalibacterium wellingii JCM 39548 Type strain
"Fervidibacter sacchari" JCM 39283 Proposed type strain
Flavivirga abyssicola JCM 36477 Type strain
Flavobacterium flavipigmentatum JCM 34198 Type strain
Flavobacterium lipolyticum JCM 34199 Type strain
Flavobacterium pisciphilum JCM 34197 Type strain
Flavobacterium piscisymbiosum JCM 34194 Type strain
Geothrix campi JCM 39331 Type strain
Halalkalibacter flavus JCM 36285 Type strain
Halalkalibacter lacteus JCM 36286 Type strain
Hominibacterium faecale JCM 34755 Type strain
Hyalangium rubrum JCM 39263 Type strain
Hydrogenimonas leucolamina JCM 39184 Type strain
Janibacter alittae JCM 36706 Type strain
Kosakonia calanthes JCM 36393 Type strain
Lacticaseibacillus jixiensis JCM 36999 Type strain
Lapidilactobacillus salsurivasis JCM 36613 Type strain
Lentilactobacillus terminaliae JCM 35081 Type strain
Litchfieldia suaedae JCM 34524 Type strain
Mediterraneibacter flintii JCM 36130 Type strain
Microbispora maris JCM 36778 Type strain
Owariibacterium komagatae JCM 36131 Type strain
Paenalkalicoccus suaedae JCM 33851 Type strain
"Parabacteroides absconsus" JCM 35468 Proposed type strain
Paracoccus benzoatiresistens JCM 35642 Type strain
"Parasalinivibrio latis" JCM 36283 Proposed type strain
Pleionea litopenaei JCM 36490 Type strain
Porphyromonas miyakawae JCM 36129 Type strain
Pseudomonas machongensis JCM 36318 Type strain
"Robertmurraya mangrovi" JCM 36937 Proposed type strain
Roseomonas cutis JCM 34968 Type strain
Rosettibacter firmus JCM 39243 Type strain
Rosettibacter primus JCM 39244 Type strain
Secundilactobacillus muriivasis JCM 36612 Type strain
Segatella asaccharophila JCM 37351 Type strain
Sporosarcina jeotgali JCM 36032 Type strain
Sporosarcina oncorhynchi JCM 36031 Type strain
Sporosarcina trichiuri JCM 36034 Type strain
Stenotrophomonas capsici JCM 36317 Type strain
Streptococcus parasalivarius JCM 36614 Type strain
Streptomyces avermitilis JCM 37479
Streptomyces avermitilis JCM 37480
Streptomyces avermitilis JCM 37481
Streptomyces avermitilis JCM 37482
Streptomyces avermitilis JCM 37483
Streptomyces avermitilis JCM 37484
Streptomyces avermitilis JCM 37485
Streptomyces avermitilis JCM 37486
Terrimonas pollutisoli JCM 36215 Type strain
Thalassospira aquimaris JCM 35895 Type strain
Thalassotalea psychrophila JCM 33807 Type strain
"Thermodesulfovibrio autotrophicus" JCM 39445 Proposed type strain
"Thermodesulfovibrio obliviosus" JCM 39444 Proposed type strain
Winogradskyella marincola JCM 35950 Type strain
Xanthocytophaga agilis JCM 35374 Type strain
Xanthocytophaga flava JCM 35375 Type strain
Xanthocytophaga flava JCM 35376
Xanthocytophaga flava JCM 35377
Yoonia algicola JCM 35790 Type strain
Yoonia phaeophyticola JCM 35751 Type strain
Yoonia rhodophyticola JCM 35753 Type strain
アーキア
"Halalkalicoccus ordinarius" JCM 34143 Proposed type strain
"Halalkalicoccus salilacus" JCM 35075
"Halalkalicoccus salilacus" JCM 36674 Proposed type strain
"Haloarcula brevis" JCM 36146 Proposed type strain
Haloarcula ordinaria JCM 30035 Type strain
"Haloarcula regularis" JCM 36149 Proposed type strain
"Haloarcula sediminis" JCM 36675 Proposed type strain
"Halobellus rubicundus" JCM 36642 Proposed type strain
"Halovalidus salilacus" JCM 35096 Proposed type strain
"Natronococcus wangiae" JCM 33734 Proposed type strain
"Natronococcus zhouii" JCM 34160 Proposed type strain
"Natronorarus salvus" JCM 34309 Proposed type strain
"Nitrosocosmicus oleophilus" JCM 31642
Oxyplasma meridianum JCM 36570 Type strain
真菌
Acaromyces sp. JCM 36089
Apiotrichum coprophilum JCM 24545
Apiotrichum scarabaeorum JCM 24548
Barnettozyma californica JCM 24546
Bauerozyma artemisiae JCM 36118 Type strain
Boekhoutia foliicola JCM 36090 Type strain
Buckleyzyma pseudoaurantiaca JCM 36091 Type strain
Candida boidinii JCM 28611
Candida intermedia JCM 24530
Candida tumulicola JCM 28220
Carlosrosaea betulae JCM 36094 Type strain
Carlosrosaea rhododendri JCM 36092 Type strain
Carlosrosaea yunnanensis JCM 36093 Type strain
Chionobium takahashii JCM 39510 ex-holotype strain
Colacogloea pararetinophila JCM 35724 Type strain
Cystastrum sp. JCM 24567
Cystobasidium calyptogenae JCM 23224
Cystobasidium calyptogenae JCM 23225
Cystobasidium cunninghamiae JCM 35968 Type strain
Cystobasidium minutum JCM 23222
Cystobasidium minutum JCM 24543
Derxomyces motuoensis JCM 36096 Type strain
Derxomyces paracylindricus JCM 36097 Type strain
Derxomyces paracylindricus JCM 36098
Exobasidium lijiangense JCM 36100 Type strain
Fellomyces sp. JCM 24549
Fibulobasidium sp. JCM 36101
Fonsecazyma sp. JCM 36103
Geotrichum dehoogii JCM 35432 Type strain
Geotrichum fujianense JCM 36366 Type strain
Geotrichum maricola JCM 35433 Type strain
Geotrichum sinensis JCM 36365 Type strain
Geotrichum smithiae JCM 35056 Type strain
Halobasidium phyllophilum JCM 35974 Type strain
Hannaella artemisiae JCM 36105 Type strain
Hannaella luteola JCM 24534
Hannaella taiwanensis JCM 24560
Hannaella theobromatis JCM 36106
Holtermannia pseudosaccardoi JCM 36107 Type strain
Kockovaella cariosiligni JCM 36108 Type strain
Kwoniella bestiolae JCM 24531
Kwoniella bestiolae JCM 24532
Kwoniella hippophaes JCM 36111 Type strain
Kwoniella lonicerae JCM 36110 Type strain
Litoriozyma hainanensis JCM 35969 Type strain
Meira sp. JCM 36112
Meredithblackwellia sp. JCM 24547
Meyerozyma caribbica JCM 28224
Meyerozyma caribbica JCM 28227
Meyerozyma guilliermondii JCM 28205
Meyerozyma guilliermondii JCM 28207
Meyerozyma guilliermondii JCM 28212
Meyerozyma guilliermondii JCM 28213
Meyerozyma guilliermondii JCM 28214
Meyerozyma guilliermondii JCM 28215
Meyerozyma guilliermondii JCM 28216
Meyerozyma guilliermondii JCM 28217
Meyerozyma guilliermondii JCM 28218
Meyerozyma guilliermondii JCM 28219
Microsporomyces betulae JCM 36119 Type strain
Microsporomyces foliicola JCM 36099 Type strain
Mrakia pini JCM 35971 Type strain
Myxozyma sp. JCM 28597
Naematelia sp. JCM 35970
Papiliotrema castaneae JCM 35973 Type strain
Papiliotrema flavescens JCM 24533
Papiliotrema leoncinii JCM 24551
Papiliotrema sp. JCM 24553
Papiliotrema sp. JCM 35972
Papiliotrema taeanensis JCM 24550
Phaeotremella pini JCM 36120 Type strain
Phaffia rhododendri JCM 36121 Type strain
Pichia membranifaciens JCM 28206
Pichia membranifaciens JCM 28208
Pichia membranifaciens JCM 28209
Pichia membranifaciens JCM 28211
Piskurozyma cuscutae JCM 36122 Type strain
Piskurozyma liliaceifoliae JCM 36123 Type strain
Piskurozyma linzhiensis JCM 36157 Type strain
Piskurozyma nanyiensis JCM 36124 Type strain
Pseudohyphozyma sanghuangpori JCM 36125 Type strain
Pseudotremella hippophaes JCM 36126 Type strain
Pseudotremella sp. JCM 24557
Pseudozyma alboarmeniaca JCM 12454 Type strain
Pseudozyma crassa JCM 12455 Type strain
Pseudozyma siamensis JCM 12456 Type strain
Rhodotorula paludigena JCM 24539
Rhodotorula sphaerocarpa JCM 24541
Rhynchogastrema sp. JCM 24552
Saccharomyces cerevisiae JCM 37081
Saccharomyces cerevisiae JCM 37082
Saccharomyces cerevisiae JCM 37083
Saccharomyces cerevisiae JCM 37084
Saccharomyces cerevisiae JCM 37085
Saitozyma sp. JCM 36127
Slooffia terricola JCM 36158 Type strain
Solicoccozyma terricola JCM 24528
Starmerella fangiana JCM 36911
Starmerella fangiana JCM 36912 Type strain
Starmerella fangiana JCM 36913
Takashimella corticis JCM 35967 Type strain
Teunia chimonanthi JCM 36160 Type strain
Teunia heritierae JCM 36161 Type strain
Teunia myricariae JCM 36159 Type strain
Teunia parabetulicola JCM 36109 Type strain
Teunia quercus JCM 36162 Type strain
Teunia rhododendri JCM 36164 Type strain
Vanrija silvicola JCM 36095 Type strain
Vishniacozyma catalpae JCM 36170 Type strain
Vishniacozyma marinae JCM 36165 Type strain
Vishniacozyma paravictoriae JCM 36169 Type strain
Vishniacozyma pini JCM 36166 Type strain
Vishniacozyma pyri JCM 36168 Type strain
Vishniacozyma sinopodophylli JCM 36167 Type strain
Vishniacozyma sp. JCM 24558
Wickerhamomyces anomalus JCM 24538
Xenoacremonium sp. JCM 36629
Yamadazyma olivae JCM 28626
Yamadazyma thunbergiae JCM 24746
Yamadazyma thunbergiae JCM 24748
Yamadazyma thunbergiae JCM 24755
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2025年02月13日
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