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探海底熱水孔環境における一次生産活動:物質循環系の解明と地球環境修への展開

Research Project

Project/Area Number 18880043
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

中川 聡  Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 極限環境生物圏研究センター, 研究員 (70435832)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,740,000 (Direct Cost: ¥2,740,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,370,000 (Direct Cost: ¥1,370,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,370,000 (Direct Cost: ¥1,370,000)
Keywords熱水孔環境 / 化学合成独立栄養細菌 / 応用微生物 / epsilon-Proteobacteria / Aquificales / CO_2固定 / 水素酸化 / 硝酸還元
Research Abstract

本研究は深海底熱水孔やその海底下をはじめとした、海洋底の極限環境に生息する微生物資源の獲得・生理生態学的研究・応用開発を月的とするものである。
2007年度は、深海底熱水孔環境に棲息する化学合成独立栄養細菌(主にε-およびγ-Proteobacteria)に注目し、それらの関わる炭素固定活動および窒素循環の現場定量研究を進めてきた。これまでの研究では、主に全ゲノム解析や複数の研究調査航海を通じてε-Proteobacteriaのエネルギー獲得や炭素固定に関わる鍵遺伝子群を見いだし、その現場発現量を定量してきた。しかしながら代謝基質や代謝産物のフローは高圧条件下で測定することが困難であったため、各鍵遺伝子の発現量と相関する、現場の物質循環を速度論的に理解するには至っていなかった。そこで研究代表者を主席とする研究航海を中部沖縄トラフの探海底熱水活動域において2度実施し、RIと安定同位体ラベル基質を用いて探海底における現場トレーサー実験を行った。本解析により深海底熱水孔優占微生物の活動を、代謝鍵遺伝子の転写量、代謝鍵酵素活性、代謝基質や代謝産物のフローの3側面から定量し、深海底熱水孔環墳における一次生産活動およびそれに伴うCとNの物質循環を時空問的に理解することが初めて可能となった。
以上の結果は、複数の学会や国際誌(Proc Natl Acad Sci USA等)、プレスリリース(新聞や一般向け科学雑誌等)等で報告している。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Spatial distribution of the subseafloor life:diversity and biogeography2008

    • Author(s)
      Inagaki, F.
    • Journal Title

      Links between geological processes, microbial activities and evolution of life (In press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deep-sea vent ε-proteobacterial genomes provide insights into emergence of pathogens2007

    • Author(s)
      Nakagawa, S.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA 104

      Pages: 12146-12150

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microbial community in black rust exposed to hot ridge-flank crustal fluids.2006

    • Author(s)
      Nakagawa, S., F.Inagaki, Y.Suzuki, B.Engelen, M.A.Lever, B.O.Steinsbu, K.Takai, Y.Sako, K.Horikoshi, IODP Expedition 301 Scientific Party.
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology 72

      Pages: 6789-6799

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Trends in Basalt and Sediment Core COntamination During IODP Expedition 301.2006

    • Author(s)
      Lever, M.A., M.Alperin, B.Engelen, F.Inagaki, S.Nakagawa, B.O.Steinsbu, A.Teske.
    • Journal Title

      Geomicrobiology Journal 23

      Pages: 517-530

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Microbial ecology of mid-ocean ridges and back-arc basins. in Back-arc spreading systems - Geological, biological, chemical, and physical interactions.2006

    • Author(s)
      Takai, K., S.Nakagawa, A.-L.Reysenbach, J.Hoek.
    • Journal Title

      AGU Geophysical Monograph 166

      Pages: 185-213

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 深海底熱水活動域の熱水-海水混合域における微生物活動調査:NT07-11およびNTO7-13調査航海概要2008

    • Author(s)
      中川 聡
    • Organizer
      第24回しんかいシンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜市立大学
    • Year and Date
      2008-03-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム解析から見えてきた熱水生態系の一次生産者とヒトに蔓延する病原性微生物の関係2007

    • Author(s)
      中川 聡
    • Organizer
      InterRidge Japan研究発表集会
    • Place of Presentation
      東京大学海洋研究所
    • Year and Date
      2007-10-31
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 伊平屋北熱水活動域における軽石質堆積物中の微生物群集2007

    • Author(s)
      中川 聡
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2007-05-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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