反芻動物のメタン排出を制御する繊毛虫の役割を解明 (Microbial Keys: Rumen Ciliates Act as a Methane Switch in Ruminants)

ad

2026-06-12 中国科学院(CAS)

中国科学院水生生物研究所(IHB)の苗偉教授らを中心とする研究チームは、反芻動物のメタン排出を制御する重要な仕組みを解明し、反芻胃内の繊毛虫がメタン生成の「スイッチ」として機能することを明らかにした。研究成果はScience誌に掲載された。反芻動物由来のメタンは世界の人為起源メタン排出量の30%以上を占めるが、その生成機構には未解明な点が多かった。研究チームは「Protist 10,000 Genomes Project(P10K)」の一環として、6科18属450ゲノムからなる世界最大規模の反芻胃繊毛虫ゲノムデータベースを構築した。その解析により、従来知られていなかった単膜構造の水素生成オルガネラ「ハイドロジェノボディ(hydrogenobody)」を発見した。この細胞小器官は水素を生成すると同時に酸素を除去する機能を持ち、メタン生成古細菌に水素を供給しながら嫌気環境を維持することで、メタン生成を促進していた。また、全身が繊毛で覆われるVestibuliferida群ではハイドロジェノボディが極めて豊富で、メタン排出への寄与が大きいことが判明した。研究チームは、この器官や繊毛虫群を標的とすることで、家畜由来メタン排出削減の新たな戦略につながる可能性があるとしている。

<関連情報>

反芻動物のルーメン繊毛虫はメタン排出量を調節する Rumen ciliates modulate methane emissions in ruminants

Fei Xie, Chuanqi Jiang, Zhipeng Li, Jinmei Feng, […] , and Wei Miao
Science  Published:30 Apr 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adv4244

反芻動物のメタン排出を制御する繊毛虫の役割を解明 (Microbial Keys: Rumen Ciliates Act as a Methane Switch in Ruminants)
Mechanistic model of rumen ciliate–driven methane production.

Abstract

Rumen ciliates are major contributors to enteric methane emissions from ruminant animals, yet the underlying mechanisms remain poorly understood. We present a catalog of 450 rumen ciliate genomes, with 87% newly generated. Using this resource, we quantified methane emissions from 100 cows and analyzed 1877 rumen metagenomic and metatranscriptomic datasets, which revealed correlations among ciliate abundance, methanogen abundance, and methane emissions. We further demonstrated that taxon-specific effects of rumen ciliates on methane production arise from a single-membrane, hydrogen-producing organelle called the hydrogenobody (HB), which is distinct from canonical hydrogenosomes in other protists. HBs are positioned near ciliary basal bodies and harbor specific hydrogenases and oxygen reductases. We found that Vestibuliferida ciliates, which have more abundant HBs than do Entodiniomorphida, exhibit enhanced hydrogen production and oxygen-scavenging capacity, thereby strongly promoting methanogenesis.

生物環境工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました