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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Exploration of subseafloor microbial biosphere through technical developments

Research Project

Project/Area Number 15H05608
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

諸野 祐樹  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, グループリーダー代理 (30421845)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords海底下生命圏 / NanoSIMS
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、NanoSIMS (Nano-scale Secondary Ion Mass Spectroscopy) による元素同位体分析や分子生物学的解析等を駆使し、最大で1 億年前に堆積した海底下試料中に存在する未知微生物の姿形を捉えると同時に、それら微生物が「生きているのか?」「機能・役割は?」「代謝活性は?」という基本的かつ重要な問いに答えることを目標とする。多様な海底下環境で採取した試料から申請者が開発した独自の技術によって微生物細胞を分取し、安定同位体基質取り込み、ゲノム解析や元素組成分析等、多面的な解析を行う。
平成29年度は平成27年度以前に行われた国際深海科学掘削計画(IODP)航海において取得し、安定同位体ラベルされた基質を添加して培養を行っている試料のヘッドスペースガスの分析によって基質代謝活性が高まっていると判断された培養バイアルについて、高密度の溶液を用いた密度勾配遠心分離操作、さらに細胞内のDNAを染色してセルソーターによって、細胞と非生物粒子とをほぼ完全に分離した。これらの操作によって調製した試料についてNanoSIMSを用いた一細胞レベルでの基質取り込み活性検出を実施した。また、ソーティングによって堆積物粒子と分離した細胞について、分子生物学的解析も実施した。具体的には、ポリカーボネートメンブレン上にソーティングした微生物細胞から直接16S rRNA遺伝子を増幅し、その解析を実施することで、海底下で生残し、添加した基質を取り込んだ生命に関する知見を得た。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] California Institute of Technology/Bigelow Laboratory for Ocean Sciences(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      California Institute of Technology/Bigelow Laboratory for Ocean Sciences
  • [Int'l Joint Research] ETH(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      ETH
  • [Int'l Joint Research] Aarhus University(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      Aarhus University
  • [Journal Article] Assessment for capacity to capture aerosol-DNA by clean filters for molecular biology experiments2018

    • Author(s)
      Morono, Y., Hoshino, T., Terada, T., Suzuki, T., Sato, T., Yuasa, H., Kubota, Y., and Inagaki, F.
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: in press Pages: in press

  • [Journal Article] Microbial diversity in sediments from the bottom of the Challenger Deep, Mariana Trench2018

    • Author(s)
      Nunoura, T., Nishizawa, M., Hirai, M., Shimamura, S., Harnvoravongchai, P., Koide, O., Morono, Y., Fukui, T., Inagaki, F., Miyazaki, J., Takaki, Y., and Takai, K.
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: in press Pages: in press

  • [Journal Article] Bioturbation as a key driver behind the dominance of Bacteria over Archaea in near-surface sediment2017

    • Author(s)
      Chen Xihan、Andersen Thorbjorn Joest、Morono Yuki、Inagaki Fumio、Jorgensen Bo Barker、Lever Mark Alexander
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 2400

    • DOI

      10.1038/s41598-017-02295-x

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Atribacteria from the Subseafloor Sedimentary Biosphere Disperse to the Hydrosphere through Submarine Mud Volcanoes2017

    • Author(s)
      Hoshino Tatsuhiko、Toki Tomohiro、Ijiri Akira、Morono Yuki、Machiyama Hideaki、Ashi Juichiro、Okamura Kei、Inagaki Fumio
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 8 Pages: 1135

    • DOI

      10.3389/fmicb.2017.01135

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Methyl-compound use and slow growth characterize microbial life in 2-km-deep subseafloor coal and shale beds2017

    • Author(s)
      Trembath-Reichert Elizabeth、Morono Yuki、Ijiri Akira、Hoshino Tatsuhiko、Dawson Katherine S.、Inagaki Fumio、Orphan Victoria J.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 114 Pages: E9206~E9215

    • DOI

      10.1073/pnas.1707525114

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Aerobic and Anaerobic Methanotrophic Communities Associated with Methane Hydrates Exposed on the Seafloor: A High-Pressure Sampling and Stable Isotope-Incubation Experiment2017

    • Author(s)
      Case David H.、Ijiri Akira、Morono Yuki、Tavormina Patricia、Orphan Victoria J.、Inagaki Fumio
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 8 Pages: 2569

    • DOI

      10.3389/fmicb.2017.02569

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海底下微生物の謎?~海底下に広がる世界~2017

    • Author(s)
      諸野 祐樹
    • Organizer
      高知大学理学部応用理学科災害科学コース特別講演
    • Invited
  • [Presentation] IODP Expedition 357: Atlantis Massif Serpentinization and Life2017

    • Author(s)
      Yuki Morono, Shino Suzuki, Motoo Ito, Goichiro Uramoto, Akira Ijiri, Gretchen Fruh-Green, Beth Orcutt, and IODP Expedition 357 Scientists
    • Organizer
      海洋リソスフェアの蛇紋岩化作用と物理・化学・生物プロセス- InterRidge-Japan 研究集会 -
    • Invited
  • [Presentation] Excess fluid pressure development beneath the decollement at the Nankai subduction zone2017

    • Author(s)
      Takehiro HIROSE、Nana KAMIYA、Yuzuru Yamamoto、Heuer Verena、Fumio INAGAKI、Yuki Morono、 Kubo Yu'suke、Expedition 370 Scientists
    • Organizer
      JpGU-AGU 2017/SSS04-17
  • [Presentation] 室戸沖デコルマゾーンおよび沈み込む堆積物の変形と物性の側方バリエーション:Exp. 370速報2017

    • Author(s)
      山本 由弦、Stephen Bowden、藤内 智士、Kiho Yang、Man-Yin Tsang、廣瀬 丈洋、神谷 奈々、奥津 なつみ、山本 裕二、稲垣 史生、Verena Heuer、諸野 祐樹、久保 雄介、Expedition 370 Scientists
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] IODP Expedition 370: Temperature Limit of the Deep Biosphere off Muroto2017

    • Author(s)
      Yuki Morono, Verena B. Heuer, Fumio Inagaki, Yusuke Kubo, Lena Maeda, and the Expedition 370 Scientists
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] The global survey of subseafloor sedimentary microbiomes2017

    • Author(s)
      TATSUHIKO HOSHINO, HIDEYUKI DOI, LARS WORMER, YUKI MORONO, STEVEN D’HONDT, KAI-UWE HINRICHS, FUMIO INAGAKI
    • Organizer
      Goldschmidt2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 室戸沖海底下掘削による生命生息温度限界への挑戦(T-リミット)2017

    • Author(s)
      諸野 祐樹, Hauer B. Verena, 稲垣 史生, 久保 雄介, 前田 玲奈, Expedition 370 Scientists
    • Organizer
      環境微生物系合同大会
  • [Presentation] Global microbial diversity in subseafloor sediment2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko Hoshino, Hideyuki Doi, Lars Wormer, Yuki Morono, Kai-Uwe Hinrichs, Fumio Inagaki Global microbial diversity in subseafloor sediment
    • Organizer
      The international society for subsurface microbiology 2017 conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temperature Limit of the Deep Subseafloor Biosphere in the Nankai Trough Subduction Zone off Cape Muroto (IODP T-Limit Expedition 370)2017

    • Author(s)
      Yuki Morono, Verena B. Heuer, Fumio Inagaki, Yusuke Kubo, Lena Maeda and The Expedition 370 Scientists
    • Organizer
      AGU Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オープンクリーンシステムを用いた実験環境下におけるDNA汚染の影響評価2017

    • Author(s)
      寺田武志、諸野祐樹、星野辰彦、鈴木剛人、佐藤卓広、湯浅久史、久保田裕仁、稲垣史生
    • Organizer
      環境微生物系合同大会2017

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-10-14  

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