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The unexplored methanotrophs in the deep-sea hydrothermal field: phylogeny and ecophysiology inferred from enrichment cultures

Research Project

Project/Area Number 16K07498
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Biodiversity/Systematics
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

HIRAYAMA Hisako  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(超先鋭研究プログラム), 主任研究員 (90359167)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高木 善弘  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(超先鋭研究プログラム), 主任技術研究員 (10399561)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords深海熱水 / メタン酸化 / メタン資化 / ヒバリガイ / 熱水活動域 / 深海 / 培養 / 単離 / 海洋生態 / 代謝
Outline of Final Research Achievements

Aerobic methane oxidizing bacteria (methanotrophs) inhabiting the Iheya North deep-sea hydrothermal field in the mid-Okinawa Trough have never been cultivated before. In this study, we employed a continuous flow-through cultivation system and successfully enriched various methanotrophs from the samples in the hydrothermal field for the first time. The highly enriched Methyloprofundus sp. has been subjected to genomic and transcriptomic analysis and has been shown that it has several systems useful for its survival in a competitive environment. In addition, new species of the genera Methylomarinovum and Methylomarinum have been isolated from the enriched cultures.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

メタン酸化細菌は生態学的に重要な役割を持つが、物質生産など産業利用の可能性も秘めている。しかし特に海洋性メタン酸化細菌は培養例が少なく、利用可能な単離株は10株に満たない。本研究では深海のメタン酸化細菌が培養可能なことを示し、単離株も得た。また海洋でも特に深海に遍在していると考えられるMethyloprofundus属細菌の諸性質を明らかにした。本研究成果は、いまだ漠然としている海洋性メタン酸化細菌の生態学的機能を理解するための有用な情報を提供する。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] The bacteriohopanepolyol inventory of novel aerobic methane oxidising bacteria reveals new biomarker signatures of aerobic methanotrophy in marine systems2016

    • Author(s)
      Rush, D., Osborne, K.A., Birgel D., Kappler A., Hirayama, H., Peckmann, J., Poulton, S.W., Nickel, J.C., Mangelsdorf, K., Kalyuzhnaya, M., Sidgwick, F.R., and Talbot, H.M.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 11 Issue: 11 Pages: e0165635-e0165635

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0165635

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] メタン酸化細菌の立体構造解析2019

    • Author(s)
      植松勝之、Chong Chen、平山仙子
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第62回シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 深海に生息する好気性メタン酸化細菌Methyloprofundus sp. INp10のゲノムおよびトランスクリプトーム解析2018

    • Author(s)
      平山仙子、高木善弘、阿部真理子
    • Organizer
      2018年度極限環境生物学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] FIB/SEMによるメタン酸化細菌の立体構造解析2018

    • Author(s)
      植松勝之、Chong Chen、平山仙子
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] メタン酸化バイオフィルムにおける遺伝子発現解析2017

    • Author(s)
      高木 善弘、平山 仙子、阿部 真理子、津田 美和子
    • Organizer
      環境微生物系学会合同大会2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 深海性メタン酸化細菌のバイオフィルムにおける遺伝子発現2016

    • Author(s)
      高木 善弘、平山 仙子、阿部 真理子、津田 美和子、高井 研
    • Organizer
      日本微生物生態学会第31回大会
    • Place of Presentation
      横須賀市文化会館(神奈川県横須賀市)
    • Year and Date
      2016-10-23
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] リアクター培養法による深海性メタン酸化細菌の分離培養の試み2016

    • Author(s)
      高木 善弘、平山 仙子、阿部 真理子、津田 美和子
    • Organizer
      第18回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道函館市)
    • Year and Date
      2016-05-29
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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