JCM Mail News No. 134


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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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