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Development of in-situ detection method for microorganisms in FIB-processed thin foils

Research Project

Project/Area Number 21K18658
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Shiraishi Fumito  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (30626908)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 富岡 尚敬  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(高知コア研究所), 主任研究員 (30335418)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords集束イオンビーム加工 / 微生物 / FIB加工
Outline of Research at the Start

本研究は,微小領域加工法である集束イオンビーム (FIB) を用いて作成した薄膜試料中において,微生物の存在,分類群,および周辺鉱物の関係をその場で評価する新手法の開発を目指す.そのために,微生物その場検出法(蛍光in situハイブリダイゼーション法)と,有機物・鉱物観察法(透過型走査X線顕微鏡および透過型電子顕微鏡)を組み合わせる.

Outline of Final Research Achievements

We conducted a study to identify microbial taxa contained in minerals such as manganese and carbonate using a scanning transmission X-ray microscope in focused ion beam (FIB) processed thin foils. As a result of exploring the detectability of DNA probes labeled with various fluorescent substances, it became clear that the one labeled with Cy3-tyramide was the most suitable among those investigated. When this method was applied to a sample simulating microorganisms living in manganese nodules, microorganisms were specifically detected.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により,鉱物中に存在している微生物様構造が微生物であるかどうか,そしてそれらがどのような分類群の微生物であるかを,集束イオンビーム加工薄膜中において高解像度に判断する手法の可能性が提示された.この手法をを確立し,マンガン団塊などの金属資源や,微生物性炭酸塩岩による石油貯留岩などに適用することで,資源等の形成に微生物がどのように関与しているのか,理解が進むと期待される.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Formation processes of paper-thin raft and coated bubble: Calcium carbonate deposition at gas-water interface2023

    • Author(s)
      Shiraishi Fumito、Akimoto Takayuki、Tomioka Naotaka、Motai Satoko、Takahashi Yoshio
    • Journal Title

      Sedimentary Geology

      Volume: 456 Pages: 106514-106514

    • DOI

      10.1016/j.sedgeo.2023.106514

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ocean Dynamics and Methane Plume Activity in Tatar Strait, Far Eastern Federal District, Russia as Revealed by Seawater Chemistry, Hydroacoustics, and Noble Gas Isotopes2022

    • Author(s)
      Snyder, G.T., Yatsuk, A., Takahta, N., Shakirov, R., Tomaru, H., Tanaka, K., Obzhirov, A., Salomatin, A., Aoki, S., Khazanova, E., Maryina, E., Sano, Y, Matsumoto, R.
    • Journal Title

      Frontiers in Earth Science

      Volume: 10 Pages: 1-21

    • DOI

      10.3389/feart.2023.1188142

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microbial influences on manganese deposit formation at Yunotaki Fall, Japan2022

    • Author(s)
      Shiraishi Fumito、Chihara Ryoji、Tanimoto Risa、Tanaka Kazuya、Takahashi Yoshio
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 31 Issue: 1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1111/iar.12448

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微細構造観察に基づく炭酸塩スフェルライトの起源推定2024

    • Author(s)
      佐々木佑二郎,藤田和彦,富岡尚敬,高橋嘉夫,白石史人
    • Organizer
      日本地質学会西日本支部第174回例会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 沖縄県久米島の礁性微生物皮殻中に見られるスフェルライトの起源2023

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      佐々木佑二郎,藤田和彦,白石史人
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      白石史人,秋元貴幸,富岡尚敬,甕聡子,高橋嘉夫
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      日本地球惑星科学連合2023年大会
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      白石史人,秋元貴幸,富岡尚敬,甕聡子,高橋嘉夫
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      日本地質学会第130年学術大会
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      日本地球惑星科学連合2022年大会
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      佐々木佑二郎,藤田和彦,白石史人
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      日本地球惑星科学連合2022年大会
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  • [Presentation] 水面および気泡を覆う炭酸カルシウム沈殿物の形成過程2022

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      白石史人,秋元貴幸,富岡尚敬,甕聡子,高橋嘉夫
    • Organizer
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      佐々木佑二郎,藤田和彦,白石史人
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      日本地質学会第129年学術大会
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      白石史人
    • Organizer
      日本地球化学会第69回年会
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 大分県長湯温泉に見られる炭酸塩スフェルライトの成因2022

    • Author(s)
      白石史人,秋元貴幸,富岡尚敬,甕聡子,高橋嘉夫
    • Organizer
      日本地質学会西日本支部第172回例会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 沖縄県久米島の礁性微生物皮殻中に見られるスフェルライトの起源2022

    • Author(s)
      佐々木佑二郎,藤田和彦,白石史人
    • Organizer
      日本地質学会西日本支部第172回例会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-07-13   Modified: 2025-01-30  

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