2018 Fiscal Year Research-status Report
生命エネルギー獲得の未解決反応から探る太古代のメタン・鉄循環
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17K18808
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
柳川 勝紀 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (50599678)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | メタン / 鉄還元 / 水酸化鉄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
嫌気的メタン酸化と鉄還元の共役する反応を担う微生物と，その反応機構の解明を目的とした本研究において，今年度は地球微生物学的解析を実施した．試料は，昨年度に選定した湖沼環境の堆積物を用いた．この環境は，メタンが豊富でかつ三価鉄も水酸化鉄の形で分布している．また，間隙水中の酸素，硝酸塩，硫酸塩が乏しいという本研究に適した物理化学的条件を満たしている．堆積物試料は数cmごとに複数深度でサブサンプリングを実施し，微生物解析に供した．まずは，蛍光顕微鏡下での微生物計数をおこなったところ，分子生態学的解析に十分な微生物バイオマスが存在することを確認した．特に，堆積物表層2-3cmで微生物数が極大値を示しており，水酸化鉄が活発に生成されている深度と推定された．しかしながら，堆積物全深度において，嫌気的メタン酸化アーキアに特有の微生物凝集体は観察されなかった．次に，試料から原核生物由来DNAを抽出し，分子生態学的解析を実施した．リボソームを構成する16S rRNA遺伝子を対象としたリアルタイム定量PCRの結果では，アーキア由来遺伝子数は原核生物由来遺伝子の15%相当になることが判明した．さらに，次世代シーケンサーを用いた16S rRNA遺伝子アンプリコン解析で，微生物群集組成を詳細に分析した．その結果，嫌気的メタン酸化能を有することが期待されるMethanoperedens nitroreducensに近縁なアーキアが全群集の10%ほど存在し，堆積物深部にまで分布していることが明らかとなった．
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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
分子生態学的解析から仮説通り，嫌気的メタン酸化アーキアの一群の優占を検出することができた．自然環境中でこれほど優占する例は報告されておらず，今後の微生物活性に焦点を絞った研究を進める上で望ましい結果と言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
Methanoperedens nitroreducens様微生物に特異的なprimerやprobeを作成し，リアルタイム定量PCR解析や蛍光in situ hybridizationを実施することで，標的微生物の分布や存在量を定量的に評価する．また，それらは硝酸塩や酸化鉄を利用して嫌気的条件下でメタンを酸化すると考えられるため，様々な条件下でメタン酸化活性を測定し，メタン循環への影響を推定する．
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Research Products
(2 results)
