炭層環境における微生物起源CBM形成メカニズムの解明およびCBM増産技術の開発

• Project/Area Number: 20H00366
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 31:Nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 眞弓 大介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (30549861)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉木 秀幸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (00421842) ; 金子 雅紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (80633239)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥44,980,000 (Direct Cost: ¥34,600,000、Indirect Cost: ¥10,380,000); Fiscal Year 2023: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000); Fiscal Year 2022: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2021: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000); Fiscal Year 2020: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
• Keywords: 石炭 / メタン生成アーキア / メトキシ化合物 / メタン生成 / 地下 / 微生物 / コールベッドメタン / メタン / 地下微生物

Outline of Research at the Start

本課題は石炭層において炭層微生物（群）の機能を最大限活用して回収不可能な石炭資源を新たなエネルギー資源（メタンガス）に変換し回収する革新的エネルギー資源開発技術の創成を志向するものである。特に，本提案課題では独自の石炭分解メタン生成ポテンシャル評価技術と地下環境を模擬した高圧培養システムを駆使し,国内外の多様な炭層環境から能力の高い石炭分解メタン生成微生物群を獲得し，その反応機構を解明するとともに，地球化学的・微生物学的に異なる炭層特性に配慮しつつ上記微生物群の能力を最大限発揮させる炭層ガス（CBM）増産技術の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，石炭層において炭層微生物（群）の機能を最大限活用して回収不可能な石炭資源を新たなエネルギー資源（メタンガス）に変換し回収する革新的エネルギー資源開発技術の創成を志向するものである。特に，本研究では独自の石炭分解メタン生成ポテンシャル評価技術と地下環境を模擬した高圧培養システムを駆使し,国内外の多様な炭層環境から能力の高い石炭分解メタン生成微生物群を獲得し，その反応機構を解明するとともに，地球化学的・微生物学的に異なる炭層特性に配慮しつつ上記微生物群の能力を最大限発揮させる炭層ガス（CBM）増産技術の開発を目指す。
令和5年度は、令和4年度に獲得した石炭分解メタン生成微生物コミュニティーによる石炭分解経路および関与微生物の特定とその各種役割を安定同位体トレーサー法とメタゲノム解析を実施した。その結果、石炭分解メタン生成反応は微生物コミュニティ内の未培養アーキアとメタン生成アーキアの共生系で、主に石炭中のメトキシ化合物からメタンが生成していることが明らかになった。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Calgary(カナダ)
• [Int'l Joint Research] University of Calgary(カナダ)
• [Int'l Joint Research] University of Calgary(カナダ)
• [Journal Article] Methanogenic crude oil degradation induced by an exogenous microbial community and nutrient injections (2021)
  • Author(s): Suda Konomi、Ikarashi Masayuki、Tamaki Hideyuki、Tamazawa Satoshi、Sakata Susumu、Haruo Maeda、Kamagata Yoichi、Kaneko Masanori、Ujiie Tomomi、Shinotsuka Yumi、Wakayama Tatsuki、Iwama Hiroki、Osaka Noriko、Mayumi Daisuke、Yonebayashi Hideharu
  • Journal Title: Journal of Petroleum Science and Engineering Volume: 201 Pages: 108458-108458
  • DOI: 10.1016/j.petrol.2021.108458
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Meta-omics analysis for a microbial community performing methanogenic toluene degradation (2023)
  • Author(s): Hiroki Kawamoto, Masaru K. Nobu, Masanori Kaneko, Satoshi Furota, Kenta Asahina, Satoshi Tamazawa, Konomi Suda, Haruo Maeda, Susumu Sakata, Yoichi Kamagata, Daisuke Mayumi, Hideyuki Tamaki
  • Organizer: 9th INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON APPLIED MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY IN OIL SYSTEMS
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 深部地下油層環境から集積されたトルエン分解メタン生成微生物群集のメタオミクス解析 (2023)
  • Author(s): 川本 大輝、延 優、金子 雅紀、風呂田 郷史、朝比奈 健太、玉澤 聡、須田 好、前田 治男、坂田 将、鎌形 洋一、眞弓 大介、玉木 秀幸
  • Organizer: 日本微生物生態学会第36回浜松大会
• [Presentation] Methane production from crude oil by a single methanogen (2022)
  • Author(s): Daisuke Mayumi
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2022年大会
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 原油を分解するメタン生成菌を発見 (2021)
  • Author(s): 眞弓大介、中原望、風呂田郷史、金子雅紀、延優、玉澤聡、須田好、前田治男、鎌形洋一、坂田将、玉木秀幸
  • Organizer: 日本微生物生態学会第34回