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紅海の噴出孔の微生物は、生命と地質がどのように相互に形成されているかを示しています

通気口から採取した微生物サンプルの走査型電子顕微鏡画像。クレジット: シャリファ・アルタルヒ キング・アブドラ科学技術大学（KAUST）のアレクサンドル・ロサド教授が主導した研究により、紅海中央のハティバ山脈の熱水噴出孔領域に異常な微生物の世界が存在することが明らかになった。この場所は、彼の共著者であり同僚の一人であるフルクジェ・M・ファン・デル・ズワン助教授が最初に発見した場所である。この研究は、これらの熱水系の最初の「ゲノム解析」分析を提供し、存在する微生物の種類とそれらを維持する代謝機能の両方について前例のない見解を提供します。 研究は雑誌に掲載されます 環境微生物叢。 「ハチバ山脈の畑からの微生物は、驚くべき代謝の多様性を示しています」とKAUST博士は述べた。学生であり研究の筆頭著者であるシャリファ・アルタルヒ氏。 「それらの機能を理解することで、生命がその環境をどのように形作っているのか、そして紅海で地質学と生物学がどのように深く絡み合っているのかがわかります。」 ハティバ山脈地帯は、2023 年に KAUST と GEOMAR の共同遠征によって初めて記録され、深さ 778 メートルから 1,450 メートルの間に低温通気帯とそびえ立つ酸化鉄の山が発見されました。これらの微生物の鉄塚は、既知の世界最大の活性低温オキシ水酸化鉄ベント システムを示しています。 その発見に基づいて、新しい研究では、ゲノム分解メタゲノミクスを使用して、ハティバ山群の 5 つの噴出孔から 300 以上の微生物ゲノムを再構築し、他の既知の噴出孔とは異なる生態系を捉えました。 どの微生物が存在するかを明らかにするだけの従来の遺伝子調査とは異なり、ゲノム分解分析により、科学者はこれらの微生物が生存し環境に貢献するためにどのように機能するかをさらに決定することができます。 研究チームは、細菌と古細菌の両方を表す 314 個の微生物ゲノムを特定しましたが、その多くはこれまで科学的に知られていませんでした。この分析により、鉄、硫黄、窒素、炭素の循環が可能な微生物が支配する予期せぬ生態系が明らかになりました。これらの機能は、排気口環境を形成し、極限条件下で微生物の生存を維持する化学変化を促進します。 「この場所を真に特別なものにしているのは、鉄による代謝が優勢であることです。これは、ほとんどの熱水噴出孔で見られる硫黄やメタンを主成分とするシステムとは大きく異なります。この独特の代謝景観により、紅海のハチバ噴出孔は、極限条件下での生命を研究するための自然の実験室となり、海洋の回復力と地球規模の炭素循環を維持する微生物のプロセスについて新たな洞察を提供します」とロサド氏は述べた。 ハティバ山脈で発見された微生物は、地球システムの基礎となる生物地球化学的プロセスを実行します。鉄を酸化および還元し、炭素を固定し、硫黄と窒素を代謝する能力は、微生物の活動を地球の化学および鉱物サイクルに結びつけます。 これらの代謝ネットワークを理解することで、金属回収、バイオエネルギー生成、環境修復などのバイオテクノロジー応用に情報を得ることができます。さらに、この高塩分、高温の環境で微生物がどのように繁殖するかを研究することは、初期の地球で生命がどのように進化したのか、そして太陽系の他の場所で同様の条件で生命がどのように存在するのかについての手がかりを提供します。 詳細情報: Sharifah Altalhi 他、紅海の熱水噴出孔における微生物の多様性、生物地球化学的機能、および相互作用の可能性の解読、 環境微生物叢 (2025年)。 DOI: 10.1186/s40793-025-00784-5…