SAR11細菌の役割と世界の栄養循環への影響を解明する新研究

TokyoSAR11細菌、またはペラギバクテラレスと呼ばれる微小な微生物は海洋で重要な役割を果たしています。これらの細菌は栄養素の移動に関与し、地球の生態系に影響を及ぼします。海洋環境では非常に一般的で、海面から深さ200メートルまでの総バイオマスの20%を占めます。目に見えないほど小さいにもかかわらず、栄養循環に大きな影響を与えています。最近の沖縄科学技術大学院大学（OIST）の研究は、これらの細菌がどのようにして多大な貢献をしているのかを説明し始めています。

研究者たちが主に発見した成果は次の通りです。

• DMSP、アミノ酸、グルコース、タウリンなどの栄養素の輸送に不可欠な13の輸送タンパク質の特定。
• SAR11細菌が栄養分の乏しい環境でどのように振る舞うかの理解の向上。
• 広範囲なメタゲノムデータベースを通じて、遺伝データとタンパク質の機能を結びつける。

輸送タンパク質は栄養素の吸収を助けますが、特に栄養が乏しい地域に生息するSAR11細菌には重要です。科学者たちは、科学研究を容易にするためにSAR11の輸送タンパク質を産生するよう大腸菌を改造しました。この方法により、SAR11細菌が栄養を効果的に利用する仕組みを解明することができました。

最近の研究によれば、DMSP（ジメチルスルホニオプロピオン酸）は硫黄循環や気候調整に重要な役割を果たしていることが示されています。SAR11細菌がDMSPとどのように相互作用するかを調査することで、海洋や大気のプロセスにおけるその役割について理解が深まります。例えば、DMSPの分解産物は雲の形成を助け、気候パターンに影響を与えます。

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これらの輸送タンパク質の発見は、SAR11における代謝プロセスを理解する助けとなります。将来的な研究では、これらの栄養素が細菌内でどのように利用されるかを探り、その生態系における役割をより明確にすることが期待されています。この研究は、SAR11の生存方法だけでなく、世界中の栄養分布にどのように影響を与えているかを示す重要なものです。

この研究は環境DNAとタンパク質生化学を組み合わせて研究する方法を強調しています。Tara Oceansプロジェクトのような取り組みにより、これらの研究に大量のデータが提供されています。遺伝情報とタンパク質の活動を関連付けることで、科学者たちは海洋環境における細菌の機能やそれが環境の変化にどのように反応するかを探求できるようになっています。

SAR11細菌がどのように栄養素を運搬し、環境と相互作用するかを理解することは、栄養循環や気候調整といった重要なプロセスを学ぶ手助けとなります。この細菌が地球の生態系を安定させるために果たしている重要でしばしば気づかれない役割を強調しています。