2020 Fiscal Year Annual Research Report
生命の生存限界を探る：海底下高温高圧環境での活動的生命圏の限界と生き残り戦略
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19H00730
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
諸野 祐樹 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 (30421845)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井尻 暁 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 (70374212)
伊藤 民武 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (00351742)
伊藤 元雄 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), グループリーダー代理 (40606109)
星野 辰彦 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 (30386619)
山村 雅幸 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (00220442)
若松 泰介 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 准教授 (60597938)
阪口 昌彦 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 准教授 (70749001)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 海底下生命圏 / 極限環境 / 生命存続限界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生命の存続に必須の「栄養供給」と均衡する生命活動を明らかにするため、海底下地層環境を題材として、そこで連続的、経時的に変化する温度・圧力条件と生命およびその存続について観察することを目的としている。この観察により、地球内部での生命圏限界、または限界をもたらす物理化学的、生理学的因子を解明し、さらに限界生命圏の姿、生命の適応メカニズム、進化学的な議論を展開することを期待している。
本課題では、昨年度までは国際深海科学掘削計画（IODP)におけるグアイマス海盆掘削航海において、高温の熱水が循環し、有機物の現場分解による炭化水素の供給も活発な生命圏から得られた試料において、高感度の生命検出などの第一次分析、および地層試料を現場温度・圧力等、様々な条件で培養する高温高圧培養装置において純粋菌株を用いた培養を実施していた。メタン菌や硫酸還元菌など、高温高圧環境から取得された培養株を用いた試験を実施、常圧環境での培養との挙動の違いなどについての解析を実施したところ、高圧をかけると常圧で実施したこれまでの取得データと異なる培養特性を示した。これはその後の掘削試料を用いた培養の成否に関わる重要なポイントと判断し、研究期間を延長して純粋菌株での高温高圧検証実験を繰り返し、細胞の増殖を確認した。その後、掘削試料を用いた高温高圧実験を延長した研究期間から開始した。延長期間ではまず高温高圧環境下で非生物的に起こる反応の検証を目指し、滅菌済みの試料から炭化水素が遊離してくる様子が観察された。
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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
高圧培養について、純粋菌株における培養実験を実施することが出来、掘削試料を用いた高温高圧実験についても滅菌済みの試料について非生物的な挙動の観察に成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
長期の培養においても嫌気性を保持した高温高圧培養実験が可能であることを実証でき、さらに掘削試料から非生物的に遊離する物質の基礎的知見が得られたため、今後は掘削試料を用いた培養実験を行い、高温限界に至る生命活動の検出を狙う。
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Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Deep microbial proliferation at the basalt interface in 33.5-104 million-year-old oceanic crust2020
Author(s)
Suzuki, Y., S. Yamashita, M. Kouduka, Y. Ao, H. Mukai, S. Mitsunobu, H. Kagi, S. D'Hondt, F. Inagaki, Y. Morono, T. Hoshino, N. Tomioka and M. Ito
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 3
Pages: 9
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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