Nanogeomicrobiology: Nano-sized Bacteriogenic Iron Oxides (NanoBIOS) and Their Role in Elemental Cycling

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H06180
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Ecology/Environment
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research (2018); Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2016-2017)
• Principal Investigator: Kato Shingo 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 開発研究員 (40554548)
• Research Collaborator: Kashiwabara Teruhiko ; Saitoh Masafumi
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 鉄酸化菌 / バイオミネラル / ナノ粒子 / 元素循環

Outline of Final Research Achievements

This study focused on iron-oxidizing bacteria (FeOB) that produce extracellular ferric iron biominerals. For the first time, we reported isolation and cultivation of FeOB growing in brackish water, but not in freshwater nor normal seawater. We also provided novel insights into spatial distribution, diversity, and physiology of freshwater and marine FeOB using culture-dependent and independent analyses. Our results suggest that FeOB and biogenic iron biominerals play a considerable role in elemental cycling in natural environments.

Free Research Field

微生物生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ナノサイズの酸化鉄は、膨大な表面積を誇り、そこに銅や鉛など様々な重金属元素を吸着し、自然界では移流によって運ばれることで、吸着した元素のキャリアーとしての役割を果たす。本研究による成果は、自然環境中で、淡水・汽水・海水域のすべてにおいて鉄酸化菌が存在し、そこでの元素循環に関わっていることを示している。ブラックボックス化している自然環境中の元素循環の一端を明らかにしたと言える。また、鉄酸化菌を用いた金属回収や水質浄化技術の基盤構築としても、重要な意義を持つ。