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バクテリア

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1: 2019/02/05(火) 16:47:14.09 ID:CAP_USER
1970年に開発された除草成分「グリホサート」は半世紀近くにわたって世界中で使われていますが、近年グリホサートに対して耐性を持つ雑草が増えていることが問題になっています。そのため、世界中の科学者がグリホサートに代わる除草成分を追い求めています。そんな中、エバーハルト・カール大学テュービンゲンの研究者が、シアノバクテリア(藍藻)から合成される希少糖に除草作用があることを発見しました。

Cyanobacterial antimetabolite 7-deoxy-sedoheptulose blocks the shikimate pathway to inhibit the growth of prototrophic organisms | Nature Communications
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08476-8

Unusual sugar from cyanobacteria acts as natural herbicide
https://phys.org/news/2019-02-unusual-sugar-cyanobacteria-natural-herbicide.html

好気性の原核生物であるシアノバクテリアは、光エネルギーを化学エネルギーに変換することで空気中の二酸化炭素や水から酸素と糖類を生成する「光合成」を行うことで知られていて、植物が持つ葉緑体はシアノバクテリアが細胞内に共生した結果であるという考えが定説になっています。また、シアノバクテリアはおよそ27億年前~35億年前に酸素を作り出すことで現在に近い大気組成を作り出したともいわれています。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/05/unusual-sugar-7dsh/a01.jpg

エバーハルト・カール大学テュービンゲンの研究チームは淡水に生息するシアノバクテリア(Synechococcus elongatus)の培養物から、希少なデオキシ糖である7-デオキシセドヘプツロース(7dSh)という単糖を単離し、その分子構造を特定しました。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/05/unusual-sugar-7dsh/a02.jpg

通常、糖類は成長のためのエネルギーとして利用されますが、7dShは代謝拮抗(きっこう)剤としての作用があり、芳香族アミノ酸を生合成するシキミ酸経路内で使われる酵素の3-デヒドロキナ酸シンターゼ(DHQS)の働きを阻害することが判明しました。

https://i.gzn.jp/img/2019/02/05/unusual-sugar-7dsh/a03.jpg 

https://i.gzn.jp/img/2019/02/05/unusual-sugar-7dsh/a04_m.jpg 

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20190205-unusual-sugar-7dsh/
ダウンロード


引用元: 【微生物】30億年前から生き続ける微生物から採取された希少糖が天然の除草剤として作用することが判明[02/05]

30億年前から生き続ける微生物から採取された希少糖が天然の除草剤として作用することが判明の続きを読む

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1: 2019/02/09(土) 20:53:30.10 ID:CAP_USER
■「天然」の植物にとっての「遺伝子組み換え」と「ゲノム編集」

「遺伝子組み換え作物=GMO」という言葉にどのようなイメージを抱くだろうか。

 ハワイのパパイア産業を救ったウイルス抵抗性を持つパパイア。発展途上国の貧困児童の失明を防ぐと期待されたビタミンAを蓄積するゴールデンライス(黄金米)。巨大企業が開発した除草剤耐性を持つトウモロコシ。いずれも、様々な目的のために科学者たちによってつくられた外来DNAを持つ人工の作物である。しかし、実は、植物の遺伝子組み換え自体は、われわれ人間のあずかり知らぬ自然界で日常的に起こっている。

 シリーズ第1回では、食卓に上る野菜の多くは突然変異体であり、人類の長い歴史の中、選抜改良され今日の姿となったことを、アブラナ科の野菜を例に解説した。第2回は、自然界で起こる植物の遺伝子組み換えと、科学者がその方法を理解し、利用するに至った経緯について簡単に触れ、4年前に明らかになったサツマイモの秘密を披露したい。

■植物の「癌化」を引き起こすバクテリア

私たちの身の回りの土壌には、アグロバクテリアと呼ばれるごくありふれた細菌が住んでいる。この細菌が植物に感染すると、樹木の主幹や草本の茎などに大きな腫瘍ができてしまう。この腫瘍は、クラウンゴール(根頭癌腫)と呼ばれているが、これがなぜ細菌感染によってできるのだろうか。

20世紀後半、分子生物学的な研究から驚くべきことがわかってきた(余談だが、当時の米国では、クラウンゴールの研究は主に医学研究の資金=国立衛生研究所NIHの研究資金=を受けて行われていたそうだ。われわれヒトの癌の解明につながるのではないかと考えられていたからだ)。

 この細菌は、植物の茎の根元の傷口などから植物体内に侵入し、細菌のDNAを宿主植物のゲノムに組み込んでしまう。組み込むのは、植物細胞の分裂を高める植物ホルモンの合成遺伝子だ。その結果、細胞がホルモンを過剰に生産し、過剰に細胞増殖してしまい癌化する。でも、何が嬉しくてアグロバクテリアは植物を癌化させるのだろうか。いったい何のために?

 実は、植物ホルモン合成遺伝子以外にも、植物ゲノムに導入される細菌の遺伝子がある。オパインと呼ばれるアミノ酸とよく似た化合物をつくる遺伝子だ。アミノ酸は、様々なたんぱく質をつくる部品であり、その多くはわれわれ動物を含め生物にとって必須な窒素栄養源である。アグロバクテリアは、オパインを食べて(栄養源として摂取して)生育することができる。

続きはソースで

■ニシキギの若木の幹にできたクラウンゴール。アグロバクテリア感染による遺伝子組み換えの結果、こうした腫瘍化が起こる=米国ミズーリ植物園のウェブサイトから
https://image.chess443.net/S2010/upload/2019012900005_3.jpg
http://www.missouribotanicalgarden.org/gardens-gardening/your-garden/help-for-the-home-gardener/advice-tips-resources/pests-and-problems/diseases/bacterial-galls/crown-galls.aspx

https://webronza.asahi.com/science/articles/2019012900005.html
ダウンロード (1)


引用元: 【遺伝子組み換え】植物学者が突き止めたサツマイモの秘密[02/08]

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1: 2018/12/02(日) 01:06:51.20 ID:CAP_USER
一般的にウイルスといえば非常に小さいサイズのものであると考えられていますが、2003年には研究者たちが「細菌と同じほど巨大で1000を超えるほど多くの遺伝子を持っている巨大ウイルス」を発見したことで、従来のウイルスの定義が覆されようとしています。そんな巨大ウイルスを「自然の森林土壌から発見した」と、アメリカの研究チームが報告しています。

Hidden diversity of soil giant viruses | Nature Communications
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07335-2

Scientists Have Found Rare Giant Viruses Lurking in The Soil of a US Forest
https://www.sciencealert.com/scientists-discovered-rare-giant-viruses-lurking-in-harvard-forest-soil-under-massachusetts

Rare and diverse giant viruses unexpectedly found in a forest soil ecosystem
https://phys.org/news/2018-11-rare-diverse-giant-viruses-unexpectedly.html

マサチューセッツ大学アマースト校の北東28マイル(約45km)には、過去30年間にわたって「地球温暖化による環境への影響」を調査するため、人工的に温暖な環境が作り出された研究林が存在しています。地中に凍結防止用の加熱ケーブルが埋め込まれた研究林では、土壌温度が通常の自然環境よりも5度高い状態に保たれており、地球温暖化によって土壌温度が上昇した場合の研究データを生み出しているとのこと。

そんな屋外に作り出された研究林でマサチューセッツ大学アマースト校の生物学者であるJeff Blanchard氏は土壌を採取し、土壌に含まれる微生物コミュニティの分析を行いました。「私たちは巨大ウイルスを探そうとしていませんでした。目標としてはバクテリアを土壌サンプルから直接分離し、温暖化によって微生物コミュニティにもたらされた変化を調べようとしていたのです」とBlanchard氏は語っています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/12/01/giant-viruses-found-forest-soil/01_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181201-giant-viruses-found-forest-soil/
images


引用元: 【生物学】自然林の土壌から16種類もの新種の「巨大ウイルス」が発見される[12/01]

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1: 2018/11/08(木) 14:48:02.81 ID:CAP_USER
電力は現代社会に欠かせないものであり、地球温暖化を懸念する動きから再生可能エネルギーを利用した発電方法の開発が世界中で試みられています。そんな中、アメリカの研究者が「3Dプリンターを使ってマッシュルームとバクテリアを組み合わせることで、『発電するキノコ』を作り出すことに成功した」と報じられています。

Bacterial Nanobionics via 3D Printing - Nano Letters (ACS Publications)
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b02642

Mushrooms plus bacteria equals a new source of electrical | Cosmos
https://cosmosmagazine.com/biology/mushrooms-plus-bacteria-equals-a-new-source-of-electrical-energy

‘Bionic mushrooms’ that generate electricity created by scientists | The Independent
https://www.independent.co.uk/news/science/bionic-mushroom-electricity-light-bacteria-graphene-science-research-technology-a8622006.html

スティーブンス工科大学のManu Mannoor教授が率いる研究チームは、マッシュルームと光合成を行ってエネルギーを作り出す細菌であるシアノバクテリアを組み合わせることで、発電する機構が作れるのではないかと考えました。

そこで研究チームは3Dプリンターを用いて、生きているマッシュルームのかさの部分にさまざまな加工を施したとのこと。まずはグラフェンに電気的特製を付与したグラフェンナノリボンを含んだインクで、木の枝のように分岐したパターンを3Dプリンターを使ってマッシュルームのかさに描きました。続いてシアノバクテリアを含むバイオインクを用いて、複数の点でグラフェンナノリボンのインクと交差するようならせん状のパターンをかさに描いたそうです。

その後マッシュルームに光を照らすとシアノバクテリアが光合成を始め、光化学的反応によって発生した「光電流」が細菌の表面から流れ、グラフェンナノリボンの導電ネットワークを介して移動しました。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/11/08/mashroom-plus-bacteria-generate-electricity/01_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/11/08/mashroom-plus-bacteria-generate-electricity/02_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181108-mashroom-plus-bacteria-generate-electricity/
ダウンロード (4)


引用元: 【光合成細菌】3Dプリンターで「発電するキノコ」を作り出すことに研究者が成功[11/08]

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1: 2018/12/12(水) 19:10:22.34 ID:CAP_USER
【12月12日 AFP】海底をおよそ2500メートル掘り下げた地下に、数十万年から数百万年にもわたって存在してきた可能性のある微生物を含む、広大な「生命体の森」が存在するという発見が米ワシントンで開かれた米国地球物理学連合(American Geophysical Union)の会議で発表された。

 地底の極端な温度や気圧にもかかわらず豊富に存在するこの生命体は、これまで存在が知られてこなかった。何も摂取せずに岩から放出されるエネルギーのみを取り入れて生きており、動きは遅く、まるでゾンビのような状態で存在しているという。

 2009年に地球内部の秘密を探るために専門家数百人が集まって結成された国際共同研究機関「深部炭素観測(ディープ・カーボン・オブザーバトリー、Deep Carbon Observatory、DCO)」が、過去10年に及ぶ研究の最新結果を発表した。

 DCOによると、地球上の生物のうち、細胞核を持たない単細胞の有機体であるバクテリア(細菌)やアーキア(古細菌)のおよそ70%が地下に存在する。そうした「深部地下生物(ディープライフ)」は炭素重量換算で150億~230億トンに相当するという。

 米オレゴン州立大学(Oregon State University)で宇宙生物学と海洋学を教えるリック・コルウェル(Rick Colwell)氏は「地球の深部地下生物圏は巨大だ」と述べ、これまでに発見された生命体は「非常に素晴らしい、極限の生態系」だと表現した。

 発見された単細胞有機体の一つは、海底の熱水噴出孔の中で見つかったもので、121度の環境でも増殖が可能な超好熱菌「Strain 121」(学名:Geogemma barossii)の可能性があるという。

続きはソースで

(c)AFP

http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/1/f/320x280/img_1fa7896bd80ba9d5bdf6ffb733e4a19b194268.jpg

http://www.afpbb.com/articles/-/3201455
images (1)


引用元: 地下深部に微生物を含む広大な「生命体の森」 国際研究で発見[12/12]

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1: 2018/10/04(木) 11:20:36.92 ID:CAP_USER
■太古の地球で酸素を増やしたシアノバクテリア、暗闇の極限環境に生存の意味は

スペイン南西部のイベリア黄鉄鉱ベルト地帯は、まるでエイリアン映画のセットのようだ。鉄を豊富に含んだ大地にさび色の湖が点在し、スペイン語で「赤い川」という意味のリオ・ティント川が、暗い色の岩石の間を縫いながら鮮やかな赤色に輝いている。だが、その足元にはさらに奇妙な世界が広がっていた。

 この黄鉄鉱ベルトでボーリング調査を行い、岩石コアサンプルを取り出したところ、太陽の光も届かず、水や栄養も乏しい地下600メートル付近でシアノバクテリアが大量に見つかり、研究者らを驚かせた。シアノバクテリアは環境適応力が高く、地球上のあらゆる場所で見つかっているが、これまで太陽光がなければ生きられないと考えられてきた。この研究成果は、10月1日付けの学術誌「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に発表された。(参考記事:「シアノバクテリアはこんな微生物」)

「砂漠へ行っても海へ潜っても、シアノバクテリアを見つけることはできます。国際宇宙ステーションへ持って行って、生きたまま連れ帰ることだって可能です」。論文の筆頭著者で、スペインの国立生物工学センターの博士研究員であるフェルナンド・プエンテ・サンチェス氏は言う。

光合成を行うシアノバクテリアは、地球の歴史において重要な役割を果たしてきた。大気中へ酸素を送り出し、そのおかげで生物が繁栄し、泳ぎ、這い、跳ね、走り、飛ぶように進化してきた。この新たな研究は、地下深くに何が生存できるのか、そればかりか火星やその向こうの世界にどんな生命体を探し求めるべきかについて、研究者に再考を迫ることになるだろう。(参考記事:「【解説】火星に複雑な有機物を発見、生命の材料か」)

■「博士号はもう無理だ」

 スペインの宇宙生命学センターで大学院生として研究していたプエンテ・サンチェス氏は、最初からシアノバクテリアを探していたわけではない。研究チームは、岩石コアサンプルのなかから、鉄や硫黄を酸化させる微生物など、地表にいる細菌と似たような何かが出てくるだろうと期待していた。(参考記事:「初期地球は卵の腐った臭い?」)

 しかし、その類のものは一切見つからず、代わりに岩の表面を覆う大量のシアノバクテリアを発見した。最初は、誤ってサンプルが汚染されたのかと思い、「博士号はもう無理だ。指導教官にめちゃくちゃ怒られる」と悩んだことを振り返る。

 だが、比較用のサンプルのおかげで、微生物は汚染されて付着したのではないと結論付けられた。また、もしサンプルが汚染液にまみれたのであれば、シアノバクテリアはサンプルのどの場所で見つかってもおかしくはないが、実際は岩石の亀裂に沿ったわずかな空間に集中し、かろうじて生き延びていたのだ。

 さらに、見つかったシアノバクテリアは今も生きていることが確認された。これには、細胞のなかの遺伝物質を特定できるCARD-FISH法と呼ばれる手法を用いた。細胞が死ねば、デリケートな遺伝物質はあっという間に崩壊してしまう。

 シアノバクテリアが生きていることは分かったが、「ならばあんなところで一体何をやっていたのか、どうやって生存していたのかという疑問が持ち上がります」と、プエンテ・サンチェス氏は問う。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/100300428/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/100300428/
ダウンロード


引用元: 【生物】光合成する微生物を地下深くで発見、定説覆す[10/03]

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