2016 Fiscal Year Annual Research Report
ガスハイドレート鉱床形成過程における生物地球化学的続成作用の解明
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15H05335
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
柳川 勝紀 九州大学, 比較社会文化研究院, 学術研究員 (50599678)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 嫌気的メタン酸化 / 鉄還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガスハイドレート産出域のメタン濃度や炭素安定同位体といった地球化学解析は，ガスの起源や続成を探る上で極めて重要な指標と言える．しかし，堆積物中のメタンは微生物活動による生物学的過程の影響を受けていることが多い．特に嫌気的メタン酸化アーキアの新規系統群の関与が考えられているが，それらの自然環境中での分布とメタン分解への寄与については今後の課題とされている．今年度は，この嫌気的メタン酸化アーキア系統群に着目し，それらの遺伝学的，生理学的，生態学的特徴の解明を目指した．まず，リボソームを構成する16S rRNA遺伝子のデータベースをもとにして，標的系統群に特異的なオリゴヌクレオチドプライマーを設計し，定量リアルタイムPCRによる生息分布調査を実施した．その結果，標的系統群が多く検出される湧水環境を見出すことに成功した．また，次世代シーケンサーを用いた微生物相解析により，試料中の全微生物群集中で優占してこのグループが存在することが明らかとなった．また，水質分析により，この環境は硫酸塩や硝酸塩はほとんど含まれず，溶存鉄濃度が多いという地球化学的特徴があることが示された．さらに，前年度に確立した活性測定法である，放射性同位体標識トレーサー超高感度活性測定をこの試料で実施したところ，活発な嫌気的メタン酸化活性も検出することができた．これらの結果から今回の標的微生物は三価鉄を電子受容体とし，鉄還元反応とカップリングしたメタン酸化活性を自然環境中で行っている可能性が示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
分子生態学的解析により，嫌気的メタン酸化アーキアの新規系統群が優占する環境を特定することに成功した．また，微生物活性測定法により，それらの優占する環境は活発なメタン分解ポテンシャルを有することも明らかにできた．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降，メタン酸化アーキアによるメタン分解反応機構の詳細を探る予定である．また，海洋環境での炭化水素循環に関与する微生物の生命地球化学的解析も継続し，ガスハイドレート胚胎域における地球化学的．微生物学的特徴の解明を試みる．
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[Journal Article] Defining boundaries for the distribution of microbial communities beneath the sediment-buried, hydrothermally active seafloor2017
Author(s)
Yanagawa K, Ijiri A, Breuker A, Sakai S, Miyoshi Y, Kawagucci S, Noguchi T, Hirai M, Schippers S, Ishibashi J, Takaki Y, Sunamura M, Urabe T, Nunoura T, and Takai K
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Journal Title
The ISME Journal
Volume: 11
Pages: 529-542
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Co-occurrence and Metabolic Consequences of Candidate Bacterial Phyla and Anaerobic Methane Oxidizing Archaea in the Deep Crustal Biosphere2016
Author(s)
Ino K, Hernsdorf AW, Konno U, Kouduka M, Sunamura M, Hirota A, Togo Y, Ito K, Fukuda A, Iwatsuki T, Mizuno T, Komatsu D, Tsunogai U, Yanagawa K, Ishimura T, Amano Y, Thomas B, Banfield JF, Suzuki Y.
Organizer
Goldschmidt2016
Place of Presentation
パシフィコ横浜
Year and Date
2016-06-26 – 2016-07-01
Int'l Joint Research
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