カッテガットのメタン湧出域から単離された新規株はプランクトマイセタ属の種 Novipirellula methanifontis sp. nov. に属する

泡立つ海底の泉に隠された世界

デンマークとスウェーデンの間にあるカッテガット海峡の波のはるか下、メタンガスが岩質の「泡立つリーフ」から湧き上がり、目に見えない微生物群の賑わいに栄養を与えています。本研究はそのような微生物の一つ――大きなゲノムを持ち、複雑な糖質を好み、独特の分裂様式を示す異例の細菌――の物語を伝えます。こうした生物を理解することは、海底生態系がどのように炭素を再循環させているかを解き明かす助けになり、将来的には新しい酵素や抗生物質の候補などバイオテクノロジーへの応用を示唆する可能性があります。

メタン湧出域の際どい生活圏

新たに記載されたこの細菌は、もともとカッテガットのメタン湧出域から数十年前に採取されたもので、炭酸塩で固結した海底リーフから絶えずガス気泡が上がる場所に由来します。これらの浅い湧出域は酸素のある堆積物を抱え、メタンが急速に酸化されることから急峻な化学勾配と多様な生態的ニッチが生まれます。微生物学者ハインツ・シュレスナーのコレクションで長年保存されていたこの株は最近になって復元され、実験室では SH528T の名前が付けられました。メタンに富む生息地由来ではあるものの、研究チームはこの細菌が実際にメタンを「食べる」わけではないことを示しました。むしろ酸素呼吸を行い有機物を栄養源とし、メタン駆動のホットスポットを取り巻くより広い微生物群集の一部として機能しています。

芽生え方式の奇妙な細菌

顕微鏡下で見ると、SH528T は教科書的な細菌とは外見も挙動も大きく異なります。本株は特殊な細胞生物学で知られる門プランクトマイセトータに属します。細胞はサーモン色で、楕円形からほぼ円形を呈し、液体培養では小さな不定形の塊を形成します。細胞分裂は中央で二分するのではなく「極芽生え（polar budding）」と呼ばれる方式で行われ、母細胞の片端から小さな丸い娘細胞が伸出・伸長し、最後に離脱します。細胞は約24°C前後の温和な温度と中性からややアルカリ寄りのpHでよく増殖し、沿岸海域の穏やかな環境条件に適合しています。

糖を分解する道具で満たされた巨大なゲノム

研究者らがこの細菌のDNAを配列解析したところ、約1,050万塩基対の単一の環状染色体が見つかり、すでに遺伝子が豊富な近縁種と比べても大きなゲノムであることが分かりました。ゲノムには7,000以上のタンパク質コード遺伝子が存在し、その中には約300個にも及ぶ炭水化物活性化酵素（carbohydrate-active enzymes; CAZymes）遺伝子群が含まれていました。これらの酵素は複雑な多糖類――例えば藻類の細胞壁を構成するような丈夫な糖質分子――の分解や修飾を専門に行います。こうした装備は、単純な糖が乏しい環境でもより分解しにくい有機物を消化して生き延び、海洋堆積物における炭素の再循環に寄与していることを示唆します。

細菌系統樹への新参者の配置

SH528T を生命の系統樹に位置づけるには複数の遺伝的証拠が必要でした。研究チームは16SリボソームRNA遺伝子、全体的な平均ヌクレオチド同一性（ANI）、共有タンパク質の割合といった主要な分子マーカーを既知の近縁と比較しました。全ての解析で本株はピレルルラセア科（Pirellulaceae）かつ Novipirellula 属に明確に属することが示されましたが、相同性の値はいずれも種レベルで通常認められている閾値を下回りました。関連株の全遺伝子レパートリーを比較するパンゲノム解析では、SH528T が1,700以上のユニークな遺伝子クラスターを有することが明らかになり、その遺伝的独自性と、豊富な酵素群や各種二次代謝産物を生産する能力を含む特殊な生態適応を示唆しました。

新しい名前とその意義

発見地がメタン湧出域であること、特徴的な細胞形態と芽生え分裂、異例に大きく多様なゲノム、近縁株から明確に分離した遺伝的特徴――これらを総合して、SH528T を新種として認める妥当性が示されました。著者らは "メタンの泉に由来する" という意味を込めて Novipirellula methanifontis という学名を提案しています。専門外の読者にとっての要点は、十分に研究されている沿岸海域であっても、元素循環を静かに駆動する未知の微生物がまだ隠れているということです。こうした細菌をカタログ化し特徴づけることにより、科学者は海洋生態系への理解を深め、新しい酵素や生理活性化合物を見出して将来的にバイオテクノロジー、医療、環境応用に活用する可能性を拓きます。

引用: Staack, M., Haufschild, T., Hammer, J. et al. A novel strain isolated from methane seeps in the Kattegat belongs to the planctomycetal species Novipirellula methanifontis sp. nov.. Sci Rep 16, 6537 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-33410-y

キーワード: 海洋細菌, メタン湧出, プランクトマイセテス類, 微生物多様性, 炭素循環