動物がPHA系バイオプラスチックを分解できることを発見(Nature’s Original Bioplastic Is Food for Animals)

ad

2026-08-13 マックス・プランク研究所

マックス・プランク陸生微生物学研究所(Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology)の研究チームは、微生物が生産する天然バイオプラスチック「ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)」が、自然界では多くの動物にとって栄養源として利用されていることを明らかにした。PHAは細菌が炭素やエネルギーを蓄えるために合成する生分解性高分子で、環境負荷の低いプラスチック代替材料として注目されている。研究では、土壌や水域に生息する線虫や昆虫などの無脊椎動物がPHA粒子を摂取・消化できることを示し、PHAが単なる微生物の貯蔵物質ではなく、生態系内の炭素循環を支える重要なエネルギー源であることを示した。これにより、PHAは自然界で生産・分解されるだけでなく、食物網を介して高次生物へ炭素を移動させる役割も担っていることが判明した。本成果は、生分解性プラスチックの環境適合性を理解するうえで重要な知見を提供するとともに、炭素循環や微生物‐動物相互作用の新たな側面を示した。

動物がPHA系バイオプラスチックを分解できることを発見(Nature’s Original Bioplastic Is Food for Animals)
The gutless marine worm Olavius algarvensis
© Alexander Gruhl/ MPI f. marine Mikrobiologie

<関連情報>

微生物貯蔵ポリヒドロキシアルカノエートの動物による分解 Animal degradation of microbial storage polyhydroxyalkanoates

Caroline Zeidler,Harald R. Gruber-Vodicka,Dolma Michellod,Grace D’Angelo,Stefan Becker,Henry Berndt,Juliane Wippler,Marlene Violette,Manuel Kleiner,Alba Porta-Fidalgo,Rebekka S. Janke,Kristina Weinert,Manuel Liebeke,Nicole Dubilier & Maggie Sogin
Nature Ecology & Evolution  Published:13 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41559-026-03153-8

Abstract

A wide range of microorganisms produce storage biopolymer polyhydroxyalkanoates (sPHAs) as carbon and energy reserves. However, only bacteria and fungi are known to degrade microbial sPHAs, using enzymes called polyhydroxyalkanoate depolymerases (PHADs). Here we show that some animals also have PHADs that can degrade sPHAs. We discovered a PHAD in the gutless oligochaete Olavius algarvensis, a marine worm that gains nutrition by digesting bacterial symbionts, including a dominant symbiont in which sPHAs account for up to 42% of cellular carbon stores. Enzyme assays, combined with mass spectrometry, confirmed that heterologously expressed O. algarvensis PHAD degraded sPHAs into hydroxyalkanoate monomers that can enter conserved metabolic pathways. Imaging of mRNA showed that PHAD was expressed in the oligochaete epidermis, the site of symbiont digestion. We further identified PHADs in more than 66 gut-bearing animal species from nine phyla and 19 protist species from three major supergroups, suggesting that the last common ancestor of metazoans possessed PHADs. Functional assays confirmed that PHADs from phylogenetically distant animal lineages spanning aquatic and terrestrial environments degrade sPHAs. These findings reveal a previously unrecognized pathway by which protists and animals can access microbial carbon reserves, with broad relevance given the widespread occurrence of sPHAs across ecosystems.

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