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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Unseen deep biosphere: organic molecules in anoxic primitive prokaryotic cell.

Research Project

Project/Area Number 20H02019
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

高野 淑識  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), センター長代理 (80399815)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywordsアミノ酸 / 核酸塩基 / 分子レベルの高分解能質量分析法 / 多次元同位体比システマティックス / 地下生命圏 / 深部炭素循環
Outline of Annual Research Achievements

2023年度は、(1)新しい技術開発と(2)フィールド調査での炭素循環(多次元同位体システマティックス)の総括を行った。
まず、(1)新しい技術開発では、自然界に広く存在する核酸塩基(プリン塩基、ピリミジン塩基)およびアミノ酸(エナンチーマーを含む)について、定性的および定量的な評価に加え、分子レベルの炭素・窒素安定同位体比の計測方法を完成させた。地球物質としての海洋堆積物や基礎生産者の核酸塩基の分子動態ならびに安定同位体組成の正確な評価を行い、国際シンポジウムおよび国際誌において成果発表を行った。前処理を含む湿式操作、クロマトグラフィーおよび高分解能質量分析法のシームレスフローの最適化ならびに一連の分析確度の保証を完了した。
次に、(2)フィールドでの炭素循環に関する調査研究では、糸魚川静岡構造線と中央構造線の交点に位置する日本最大のプルアパート断層である諏訪盆地の深部炭素動態の総括を行った。具体的には、諏訪盆地の水文学的・地質学的セッティングが駆動する地下生命圏と深部炭素循環を有機分子レベルの評価と多次元同位体システマティックスで読み解いた。諏訪湖は、糸魚川静岡構造線と中央構造線の交点に位置する日本最大の断層湖であり、湖面積の約40倍の集水域(512km2)を有している。堆積速度が非常に早く(~1cm/yr)、その堆積層は370m以上とされる。この堆積盆の深層には、膨大なメタンガス埋蔵が観測されており、メタンを含む深部流体は、諏訪湖内でも活発に湧出している。湖全体における放射性炭素アイソスケープ(Δ14C)を解析し、炭素循環(δ13C)および窒素循環(δ15N)を合わせた多次元同位体システマティックスを展開した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      スイス連邦工科大学
  • [Int'l Joint Research] ドイツ連邦地質調査所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ドイツ連邦地質調査所
  • [Journal Article] Abundant extraterrestrial purine nucleobases in the Murchison meteorite: Implications for a unified mechanism for purine synthesis in carbonaceous chondrite parent bodies2024

    • Author(s)
      Koga, T., Takano, Y., Oba, Y., Naraoka, H., and Ohkouchi, N.
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      Volume: 365 Pages: 253-265

    • DOI

      10.1016/j.gca.2023.10.024

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nitrogen K-edge X-ray adsorption near-edge structure spectroscopy of chemically adsorbed ammonia gas on clay minerals and the 15N/14N-nitrogen isotopic fractionation2024

    • Author(s)
      Sugahara, H., Yoshimura, T., Tamenori, Y., Takano, Y., Ogawa, N.O., Chikaraishi, Y., and Ohkouchi, N.
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 40 Pages: 781-789

    • DOI

      10.1007/s44211-023-00503-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Application of a porous graphitic carbon column to carbon and nitrogen isotope analysis of underivatized individual amino acids using high‐performance liquid chromatography coupled with elemental analyzer/isotope ratio mass spectrometry2023

    • Author(s)
      Sun, Y., Ogawa, N.O., Ishikawa, N.F., Blattmann, T.M., Takano, Y., and Ohkouchi, N.
    • Journal Title

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      Volume: 37 Pages: e9602

    • DOI

      10.1002/rcm.9602

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 箱根温泉・大涌谷の「黒たまご」黒色物質の起源推定2023

    • Author(s)
      木村 凜太朗, 萬年 一剛, 熊谷 英憲, 松井 洋平, 伊規須 素子, 高野 淑識
    • Journal Title

      BUNSEKI KAGAKU

      Volume: 72 Pages: 249-256

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.72.249

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 人新世の開港と太陽系大航海時代2023

    • Author(s)
      高野 淑識
    • Journal Title

      岩波「科学」

      Volume: 93 Pages: 1033-1037

  • [Presentation] 断層湖内で湧出する深部炭素が表層水圏に及ぼす空間的影響評価:放射性炭素アイソスケープ解析2023

    • Author(s)
      浦井暖史,高野淑識,松井洋平,岩田拓記,宮入陽介,横山祐典,宮原裕一,大河内直彦,朴虎東
    • Organizer
      Japan Geoscience Union 2023
  • [Presentation] A new method for enantiomer-specific carbon and nitrogen isotope analyses of underivatized amino acids2023

    • Author(s)
      Yuchen Sun, Thomas M. Blattmann, Naoto F. Ishikawa, Nanako O. Ogawa, Junichiro Kuroda, Yoshinori Takano, Naohiko Ohkouchi
    • Organizer
      Japan Geoscience Union 2023
  • [Presentation] 分子レベル同位体比計測の最先端技術:地球物質循環と生態環境解析のための有機化合物の炭素・窒素・硫黄同位体比分析法2023

    • Author(s)
      小川 奈々子・高野 淑識・大河内 直彦
    • Organizer
      第71回質量分析総合討論会
    • Invited
  • [Presentation] New method and perspectives of amino acid enantiomer-specific isotope analysis2023

    • Author(s)
      Yuchen Sun, Thomas M. Blattmann, Nanako O. Ogawa, Naoto Ishikawa, Yoshinori Takano, Naohiko Ohkouchi
    • Organizer
      第40回有機地球化学シンポジウム(伊都シンポジウム2023)
  • [Presentation] 分子レベル同位体分析の最先端技術:地球物質循環と生態環境解析のための有機化合物炭素窒素同位体分析2023

    • Author(s)
      小川 奈々子・高野 淑識・大河内 直彦
    • Organizer
      Japan Geoscience Union 2023
  • [Book] 生命起源の事典.2024

    • Author(s)
      高野 淑識・分担執筆:生命の起原および進化学会(監修)/薮田 ひかる・川村 邦男・赤沼 哲史・木賀 大介・根本 直人・古川 善博・横堀 伸一(編)
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      朝倉書店
  • [Book] 最新 地学事典2024

    • Author(s)
      高野 淑識・分担執筆:地学団体研究会 編
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      平凡社
  • [Remarks] 生命起源の事典:生命の起原および進化学会(監修)

    • URL

      https://www.asakura.co.jp/detail.php?book_code=16078

  • [Remarks] 最新 地学事典

    • URL

      https://www.heibonsha.co.jp/book/b640570.html

  • [Remarks] 2023 年「分析化学」論文賞受賞

    • URL

      https://bunseki.jsac.jp/wp-content/uploads/2024/05/p175.pdf

URL: 

Published: 2024-12-25  

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