微生物生態学会和文誌

総説

Candidate phyla radiation (CPR)/Candidatus Patescibacteriaの実態を廃水処理システムの視点から理解する

黒田　恭平，成廣　隆，藤井　直樹，中島　芽梨，景政　柊蘭，中井　亮佑，佐藤　久，久保田健吾，金田一智規

本報では主に廃水処理システムに生息するCandidatus Patescibacteriaを対象とし，フィルターろ過による濃縮技術の開発，rRNA 情報を利用した Ca. Patescibacteria の評価技術の開発，ショットガンメタゲノム解析に基づく生態学的機能の推定，培養法に基づく新奇な寄生/共生関係の発見などに関する最新の報告について概説する。

無酸素環境に棲息する新門Atribacterota門（旧OP9）細菌の生理生態　片山 泰樹, 玉木 秀幸

著者らの所属研究機関では，これまでに様々な環境から3つの新門に帰属する細菌株の純粋培養に成功し新学名の提案を行ってきた。本稿では，古くからその存在が知られていながら永く未培養門であり続けたOP9候補門の初の純粋分離株の獲得に至った経緯と培養によって初めて明らかとなったAtribacterota門細菌のユニークな生理生態機能について概説する。

リサーチ最前線（第35回大会の優秀ポスター賞受賞者からエディターズチョイス）

メタン酸化細菌コミュニティーを決定する環境因子　　　　　蒲原　宏実　　広島大学

本研究ではメタン濃度，pH，アンモニウム濃度の異なる38基のDown-flow hanging spongeリアクターを用いてメタン酸化細菌を培養し，メタン酸化細菌のコミュニティーにおいて優占するTypeを決定する環境因子がpHとアンモニウムであることの特定に成功した。

原核生物の進化も選択の連続である　　　　　　　　　　　　大前　公保　　東京大学

遺伝子の二者択一進化が起こる要因は大きく2つあり，1つは「機能の代替」であり，もう一つは「異なる適応戦略の採択」である。本研究では，原核生物で起こった遺伝子の二者択一進化を網羅的に解析した結果，エネルギー生産や脂質代謝などの特定の機能で遺伝子の二者択一進化が起こりやすいことや環境変化に応じてより適応的な遺伝子が選ばれることなどの事実を明らかとした。

難培養微生物の重要性：ラボ内で構築・理解する複合系における微生物相互作用　　中原　　望　　産業技術総合研究所

本研究は，難培養微生物であるCloacimonadota門(WWE1門)の分離株を対象に水溶性タンパク質の中でも特に熱力学的に難分解性の分岐鎖アミノ酸を利用すること，ラボ内で再構築したプロピオン酸酸化系においてメタン生成アーキアと共生するとより生育が早くなるとともにプロピオン酸分解速度とメタン生成速度が向上する傾向があることを明らかとした。

リサーチ最前線

ミクルアーキアの最前線　　酒井　博之

アーキアが優占する数少ない自然環境の1つである陸上の酸性温泉から分離・記載されたアーキアはわずか40種程度である。ご自身で培養に成功したこれまでの定説を覆す生理生態を持つ寄生性新奇アーキアを含むDPANN群とミクルアーキアの最前線について，酒井博士にご紹介いただきました。

ナノアーキア研究の現状と展望　　加藤　真悟　　理化学研究所

そのほとんどが未培養であることから「微生物ダークマター」の代表格といえるDPANNアーキアの中でも特に「Nanoarchaeota」に属するナノアーキアに焦点を絞り，培養によって明らかにされた生理学的特徴を，ご自身の研究報告例も交えて加藤博士にご紹介いただきました。

世代を超えて

カルチャーコレクションと培養力　　伊藤　隆　理化学研究所

JCMで長年に亘りアーキアや関連する細菌（主に嫌気性，好熱性，好塩性の細菌）菌株の収集・保存に携わっていらっしゃった伊藤隆博士に，特定の微生物株を実験室にて培養する能力・力量を意味する培養力についてご自身の経験やお考えについて詳細に解説していただきました。

総説

機能未知遺伝子の機能を推測するバイオインフォマティクス：AlphaFoldから遺伝子誕生学へ　　岩崎　渉　東京大学

バイオインフォマティクスという言葉が定着した1990年代から現在に至るまで，シーケンス技術の急速な進化や公共データベースの拡充，ディープラーニング技術を用いてアミノ酸配列からタンパク質の立体構造を極めて正確に予測するソフトウェアAlphaFoldの登場など，21世紀の生物学分野における革命的な変化について本稿では著者らが明らかにしてきた研究成果の一部とともに概説する。

ゲノムから読み解く細菌間コミュニケーションの多様性　　諸星　知広，櫻岡　良平，染谷　信孝

現在の生物学において，単細胞生物である細菌も周囲の仲間や他の微生物，植物，動物とコミュニケーションを取り合いながら社会的な活動を行っていることはすでに常識となっている。これらのコミュニケーションには，我々人間の世界で言う「言語」としてのシグナル物質を介した情報伝達機構が用いられている。本稿では，数ある細菌間コミュニケーション機構の一つであるQuorum Sensingについて著者らの研究成果とともに紹介する。

リサーチ最前線（第34回大会の優秀ポスター賞受賞者からエディターズチョイス）

難培養性細菌ゲノムを広く活用可能にするために　　水谷　雅希

培養を介さないメタゲノム解析手法では遺伝子のノックアウトや過剰発現による遺伝子機能の解析が困難であるが，筆者らは酵母TAR (Transformation-Associated Recombination) 法を利用することで難培養性昆虫共生細菌の全ゲノム (0.1-0.2 Mb) や0.6-0.7 Mb程度のゲノムサイズを有する細菌種の複数ゲノム断片を酵母内にクローニングすることに成功した。

新たな三者共生系の解明　昆虫－カビ－バクテリアの三者共生系　　石神　広太

筆者らはホソヘリカメムシとBurkholderia属細菌の共生関係に着目し，土表面に置かれたホソヘリカメムシの死骸表面にカビが生えることを発見した。Burkholderiaと死骸分解性カビCunninghamellaの関係性を解析した結果，Burkholderiaの宿主からの脱出や土壌中での分散だけでなくホソヘリカメムシ－Burkholderia相利共生系の進化においてカビが重要な役割を果たしている可能性が強く示唆された。

扉を拓く

顕微ラマン分光法で読み解く微生物の姿　　菅野菜々子　　関西学院大学

本稿では，細胞を構成するタンパク質・脂質・核酸などの生体分子情報から成る「ラマンスペクトル」を1細胞レベルで取得し解析する「顕微ラマン分光法」との出会いや具体的な研究内容とその面白さについて菅野菜々子博士に紹介していただきました。

世代を超えて

私の学業分野と微生物生態学―工学と理学（科学）の視点の相違性と相互性　遠藤銀朗　東北学院大学工学総合研究所

土木工学の中でも多くの異分野との融合が求められてきた衛生工学・環境工学を学業上のバックグランドとされる遠藤先生に，土木工学分野を中心に工学と理学の学術的目的意識の違いと相互に関連し融合しあう必要性などについて，丁寧にわかりやすく解説していただきました。

扉を拓く – 活躍する若手

微生物ダークマターを培養する　　　　　　　　　片山　泰樹（産業技術総合研究所）

候補門’Atribacteria’（旧名OP9）に属する細菌の純粋培養に初めて成功し，2020年12月にNature Communications誌で発表された片山先生に，いかにして微生物ダークマターたる候補門の扉を拓いたかについてご紹介いただきました。

世代を超えて

走馬灯のように　　　　　　　　　　　　　　　　犬伏　和之

嫌気性菌におけるメタン生成と硫酸還元の競合関係など、水田土壌微生物の研究を牽引してらした犬伏先生に，フィリピンにある国際稲研究所や英国ロザムステッド試験場でのご研究やご帰国後の幅広い微生物生態研究のお話を通して若手の読者へ研究の楽しさを伝えていただきました。

リサーチ最前線

湖沼の微生物生態系が教えてくれること　　　　　岡﨑　友輔

火山や地殻活動に富む日本は急峻な地形の中に世界でも類をみないほど多様な湖を擁しているにも関わらず，同じ水圏でも海洋と比べると湖沼の微生物生態研究例は少ない。本稿では，岡崎先生に湖沼微生物生態研究の最前線をご紹介いただきました。

総説

共生研究のためのモデル系：ホソヘリカメムシと Burkholderia の魅力
竹下　和貴，石神　広太，Jang Seonghan，菊池　義智

多くの昆虫の体内外に存在している共生微生物は，不足する必須栄養素の供給など宿主昆虫の生存に必須の役割を果たしている。中でも絶対共生微生物は，ゲノム情報が気軽に利用できるようになった現在でも培養が困難である。本稿では，ホソヘリカメムシ－バークホルデリア腸内共生系モデルを用いて著者らが明らかにしてきた研究成果の一部を紹介する。

特集

新型コロナウイルス対応社会における研究のあり方を模索するキャリアパス・ダイバーシティ推進委員会および和文誌編集委員会共同企画

（コロナ渦における研究・就職活動や海外留学，ウイルス研究などについてご執筆いただいた7名の方からエディターズチョイス）

COVID-19 大流行時の米国留学　　　佐藤　由也

2019年10月から1年間マサチューセッツ工科大学 (MIT) にご家族で留学されていた佐藤先生に，COVID-19の蔓延に伴う米国での研究活動・生活の変化などについてご経験やお考えをご紹介いただきました。

コロナと研究と学会と社会　　　木暮　一啓

COVID-19の蔓延に伴って生じる様々な疑問に対する答えを模索する上で，微生物生態学会で何か研究上の貢献はできないのだろうかというお考えに至った3つの理由について小暮先生にご解説いただきました。

世代を超えて

当会の黎明期における微生物生態学研究への想いと議論　　　　染谷　孝

1960年に開催された微生物の生態に関するシンポジウムを契機に「日本微生物生態研究会」が発足し，1985年に日本微生物生態学会が発足した。初代会長であった古坂澄石（ふるさか ちょうせき）先生を始め，当会の黎明期にご尽力された方々の約50年前のお考えなどについて染谷先生にご紹介いただきました。

特別企画

なんでバズったの？―アスガルドアーキア論文掲載までのサイドストーリー―
井町　寛之（国立研究開発法人海洋研究開発機構・超先鋭研究開発部門），延　優（国立研究開発法人産業技術総合研究所・生物プロセス研究部門）

2019年8月6日にNatureに論文を投稿した直後にbioRxivで公開したことでプレプリント論文がSNSでバズり，プレプリントの状態でScience誌が選ぶ2019 Breakthrough of the year (finalist)に選出されNature誌の表紙を飾ったアスガルドアーキア論文のサイドストーリーについて，井町先生と延先生にQ&A形式でご紹介いただきました。

リサーチ最前線（第33回山梨大会の優秀ポスター賞受賞者からエディターズチョイス）

ラッソペプチドの生合成機構の解明を目指して　　　　　　　　　　澄田　智美

特徴的な“投げ縄”構造を有するラッソペプチドは，貧栄養環境下において微生物が生産する抗生物質の一種である。本研究では，ラッソペプチドの合成酵素群のうち生合成経路の第1段階で働くLasB1についてX線結晶構造解析を実施した。

共生細菌のゲノム縮小進化を駆動する要因　　　　　　　　　　　　金城　幸宏

本稿では，共生細菌を対象にゲノムから遺伝子が失われて単純化していくゲノム縮小進化についてご自身の昆虫の細胞内共生細菌のゲノム解析成果とともに解説している。

アンモニア酸化細菌の個性によるしなやかな生存戦略　　　　　　　一色　理乃

本発表では，アンモニア酸化細菌の継代培養が難しい要因として表現型の不均一性に着目し，アンモニア酸化細菌の細胞集団において増殖と環境適応を両立するために表現型を不均一化する柔軟な生存戦略を明らかとした。

扉を拓く – 活躍する若手

国と分野の境を越えて　　　　　　　　渡邉　友浩（マックスプランク陸生微生物学研究所）

ピロリ菌，硫黄酸化菌，メタン生成古細菌と幅広い環境微生物のエネルギー代謝の原理や進化の研究に携わっていらっしゃった渡邉博士にドイツ留学のきっかけやフンボルト財団の奨学金の詳細などについてお話を伺いました。

世代を超えて

微生物と酵素を行ったり来たり　　　　　　　　　　　　　片山　葉子（東京文化財研究所）

現在石造文化財表面の微生物と劣化の関係などについてご研究していらっしゃる片山先生に，硫黄酸化細菌研究の歴史やご自身の硫黄化合物代謝に関与する酵素の構造解析研究などについてご紹介いただきました。

総説

付加体深部帯水層での微生物メタン生成とエネルギー生産システムの社会実装　木村　浩之，松下　慎，芦沼　完太，津布久　卓也

日本において，東日本大震災の原子力発電の停止により約8%まで低下しているエネルギー自給率を2030年までにある程度回復させるために，新たな科学的知見と技術開発が求められている。本稿では，西南日本の太平洋側の地域に広く分布する厚い堆積層の深部帯水層に存在する大量のメタンに着目し，地球科学と微生物生態学を融合させた研究成果からメタン生成メカニズムを解説するとともに，付加体の深部帯水層に由来する地下水，付随ガス，微生物群集を活用したエネルギー生産システムについて紹介する。

世界に羽ばたく

微生物生態系をバイオインフォマティクス解析で理解する～アメリカでの研究生活より～　石井　俊一（海洋研究開発機構）

電気微生物群集を対象とした研究に携わっていらっしゃる石井博士に，日本で生物プロセス工学と微生物生態学に出会い，アメリカの研究生活でバイオインフォマティクスを習得し，それらを統合する事によって「電気微生物」生態系の理解をどのように進める事が可能であるのかを，異分野融合に焦点を当ててご紹介いただきました。

扉を拓く – 活躍する若手

カリフォルニア工科大学への留学を振り返って　青木　仁孝（和歌山工業高等専門学校）

難培養性の嫌気的メタン酸化アーキア（anaerobic methanotrophic archaea:ANME archaea）の単離に成功された青木博士に，カリフォルニア工科大学へ留学して得た経験や感じられたことをご紹介いただきました。

「海外留学＝すごい」から，一歩踏み出す　　　守　次朗（横浜市立大学）

学士・修士課程を修了後，PhD studentとしてドイツに留学された守博士に，日本人とは似て非なる「勤勉」なドイツ流の研究スタイルや海外でポスドクの職をみつけるノウハウや心構えなどをアドバイスしていただき，読者の大学生，院生，博士が「海外留学＝すごい」から一歩踏み出して挑戦できるよう力強いメッセージをいただきました。

世代を超えて

私にとっての研究　今と昔　　　　工藤　俊章（北里大学）

学生時代・理化学研究所での研究員時代を通して“発酵系研究室の伝統”を守り，夕方になるとアルコールを友として活発にコミュニケーションをとっていらした工藤先生に，大腸菌変異株の網羅的取得研究，難培養性の極限環境微生物や共生微生物の研究，昨今のゲノムデータ解析研究まで各時代で最先端の研究についてご紹介いただきました。

リサーチ最前線（第32回沖縄大会の優秀ポスター賞受賞者からエディターズチョイス）

water-in-oil エマルションがもたらす新規微生物へのアプローチ 　斉藤 加奈子

自然環境中の99%以上と見積もられている未培養の微生物を単離培養して産業的・学術的なさらなる発展へと繋げることを目指し，本研究ではwater-in-oil エマルションを利用した微生物のハイスループット培養・分取技術の開発に取り組んでいる。

エンドサイトーシス獲得への道のり　　　　　柿澤　侑花子

エンドサイトーシスやファゴサイトーシスは真核生物特有の現象であり，原核生物では報告例がない。そこで，本研究では捕食性バクテリアの運動や捕食能の研究を通して真核生物の起源に関する示唆を得ることを目的としている。

rRNA遺伝子をプラスミドだけで維持するバクテリアのゲノム進化を考える　按田　瑞恵

本発表では，rRNAオペロンを主染色体に持たずにプラスミド上にのみ持つバクテリアとして新たにスピロヘータ門とバクテロイデス門から複数発見されたバクテリアのゲノム情報を基に，rRNAオペロンをプラスミドだけで維持するというゲノム進化が広範な系統群で複数回独立に起こったことを報告した。

扉を拓く – 活躍する若手

地球規模課題プロジェクトに巻き込まれて地球の裏側へ ～あ，それチリです～ 藤吉 奏（京都大学）

自然に恵まれたチリを拠点として日本とチリの産官学が連携して取り組む赤潮対策プロジェクトMACH (Monitoring of Algae in Chile)の研究に携わっていらっしゃる京都大学の藤吉博士にお話を伺いました。

世代を超えて

私を導いてくれた言葉　　　　　　福田　雅夫（中部大学）

ポリ塩化ビフェニルやトリクロロエチレンなどの環境汚染物質分解酵素系にかかわる研究に従事された福田先生に，ミシガン州立大学などとの共同研究プロジェクトに携わった経緯や貴重なご経験，坂口謹一郎先生や岡崎令治先生とのエピソードを交えてご紹介いただきました。

総説

ベシクルから視えてくる細菌間相互作用の姿　　豊福　雅典，森永　花菜，安田まり奈，野村　暢彦

単細胞生物である細菌の研究が進むにつれ，多細胞生物とは異なった独自で多様な生存戦略を持っており，考えられていたよりも細菌は“賢い”ことや我々の予想以上にダイナミックな生活環を送っていることが明らかとなっている。動物細胞におけるエクソソームに類似した，細胞外に膜で構成される微小粒子（メンブレンベシクル：MV）を細菌も放出していることが50年以上も前から明らかとなっている。細菌が放出するメンブレンベシクルの機能が次々と解明される一方で，一番根本的なMVの形成機構については理解が進んでいなかった。本稿ではMVの形成機構を含めて，筆者らの最新の成果を紹介する。

ファイトプラズマ：植物の形を変える怠け者細菌　　柿澤 茂行

クリスマスシーズンになると多彩なイルミネーションと共に鮮やかな赤い色のポインセチアが街を彩る。しかし市販されているほぼすべてのポインセチア品種には，人為的にファイトプラズマという細菌を感染させてあり，その細菌が引き起こす症状により葉が多く背丈が低くなり，商品価値が高まることを知る人は多くないだろう。ファイトプラズマは，ポインセチアのみならず多くの農作物に感染して甚大な被害を引き起こすにも関わらず，難培養性であるため研究があまり進んでいなかった。本稿では，筆者らの研究を主軸としてファイトプラズマの性質に迫った一連の研究を美しいカラー写真や図表とともに紹介する。

リサーチ最前線

水素酸化好熱細菌からの可逆的TCA回路の発見　　布浦 拓郎

TCA回路はシステムとしての高い保存性を有する一方，ミトコンドリアや好気性微生物に分布する典型的な酸化型だけでなく還元型・分岐型などの多様性と柔軟性を有する。還元的TCA回路は比較的還元的な環境に生息するバクテリアの炭酸固定経路だけでなく，海洋等に広く分布する亜硝酸酸化菌でも機能することが知られる等，普遍的な炭素固定系として改めて注目されている。本稿では，水素酸化硫黄還元によるエネルギーの獲得を必須とする嫌気性好熱細菌であるThermosulfidibacter takaiiの還元型TCA回路を取り上げ，citrate synthaseの吸エルゴン反応に対する触媒能を初めて実証するに至った筆者らの研究について紹介する。

扉を拓く – 活躍する若手

オーストリアに来て4 年が経って　　天野　千恵（ウィーン大学）

ウィーン大学の微生物海洋学研究室で2014年からポスドクとして働いていらっしゃる天野博士に，現場培養機を用いた深海の原核生物生産測定やMAR-FISHなど学生時代から継続していらっしゃるご自身の研究内容だけでなく，渡欧前後の経験や精神的葛藤などについてもお話を伺いました。

世代を超えて

サイエンスとテクノロジーと地球と　　　　金原　和秀

もともと化学工学を学んでいらっしゃった金原先生が博士前期課程在籍中に微生物研究を志したきっかけから、博士後期課程からのPCB分解微生物の研究、イリノイ大学での厳しいポスドク生活、地球環境の未来への警鐘まで幅広い内容をご執筆いただきました。