Evaluation of species specific elemental quota using new trace element analysis methods for individual microalgal cell
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21H03585
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
板井 啓明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60554467)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 岳史 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10251612)
高橋 嘉夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396)
砂村 倫成 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90360867)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
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| Keywords | 微量元素 / 蛍光X線分析 / 微細藻類 / ICP-MS / 湖沼 / 藻類 / μXRF / シングルセル分析 / 淡水 / シングルセル / マイクロビーム / 一次生産 / 一細胞分析 |
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| Outline of Research at the Start |
水圏表層の生物一次生産には複数の微量金属が必須であり、浮遊性微細藻類への取り込みは、これら元素の循環に影響する。しかし、微細藻類中金属濃度を種別に実測するのは容易でない。これは、(1) 水から採集される粒子が非生物 の混入を避けられないこと、(2) 一個体中微量元素が極微量であること、に起因する。本課題では、2種類の先端的分析法、(i) 放射光源マイクロビーム蛍光X線分析、(ii) シングルセル ICP質量分析、の相補活用で、アトモルオーダーの微量元素分析法を確立し、「国内湖沼の 微細藻類中必須微量金属レベル」の網羅解析に応用する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、微細藻類の個体別微量元素分析法の開発を目的に、研究を実施してきた。これまでに、(i)μXRFを用いた個体別微量元素濃度/化学形態分析法の開発、(ii) 様々な湖沼の微細藻類化学組成解析とデータベース化について、実績が得られている。(i)に関しては、高エネルギー加速器研究機構, フォトンファクトリーBL4A, BL15AおよびSPring-8BL37XUにおいて分析条件の最適化を実施した。生物組織認証物質のXRFスペクトルを、pyMCAを用いて解析し、Fe, Mn, Cu, Znなどの生体必須微量元素について、妥当な濃度が得られることを確認した。3箇所の富栄養型湖沼で採取した珪藻類の分析から、個体中Fe, Zn, Cu濃度が、細胞密度に反比例して減少する傾向を確認することができた。また、BL15Aでは、当技術とμXAFS法を併用し、微小生物の表面に付着した鉱物粒子の洗浄法について、同一個体の元素分布を洗浄前後で比較する研究を実施し、最適な固定法や洗浄法に関して知見を得た。これらの研究成果については、日本地球惑星科学合同大会での招待講演、国際メタロミクスシンポジウムでの講演などで公表し、原著論文を作成している。
複数湖沼の調査については、山梨県（山中湖・河口湖・西湖・精進湖・本栖湖）、長野県（青木湖・中綱湖・木崎湖・野尻湖）、福島県（桧原湖・小野川湖）の計11湖沼について、季節別の調査を完遂し、水質データ、環境DNAデータに基づき、その多様性評価が進んでおり、藻類データの分析は今年度末まで継続予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでに、(i)μXRFを用いた個体別微量元素濃度/化学形態分析法の開発、(ii) 様々な湖沼の微細藻類化学組成解析とデータベース化について、は順調な成果が得られている。一方で、(iii)シングルセルICP-MSの技術開発については、まだ実試料分析が可能な段階に達していないため、最終年度に重点的に取り組む必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、前年度までに各地の湖沼から採取した微細藻類の分析を継続し、データベース化を推進し、藻類の種別微量元素要求量や水質との関連性をとりまとめる。また、シングルセルICP-MSの分析法最適化を進め、手法の有効性や限界を評価する。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
