2022 Fiscal Year Annual Research Report
元素特異的ナノスケールCTで迫る微生物と生息空間―ナノ空間地球微生物学の幕開け
| Project/Area Number |
20K20952
|
|---|
| Research Institution | Japan 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, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (30421845)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山村 雅幸 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (00220442)
浦本 豪一郎 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 講師 (70612901)
谷川 亘 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 (70435840)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
|
| Keywords | 海底下生命圏 / X線断層撮影 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではナノスケールで物質の三次元構造観察を可能とするコンピューター断層撮影(XCT)を活用し、環境試料中に存在する微生物及びその生息空間の三次元観察を目的としている。地球バイオマスの数～10%程度を占め、その生態が謎に包まれる海底下微生物について、極限環境における生命存続戦略や地球規模の元素循環に果たす役割を明らかにすることを目指した研究課題である。微生物のみならず、地層中の微小鉱物との相互作用、相互配置を含めた総合的な地層環境の解析を可能とする技術へとつながるものである。
本研究では、ナノスケールX線CT（NanoxCT)により微生物とその生息空間を可視化する。DNA解析等の分子生物学、および光学・電子顕微鏡解析の発展は環境微生物の機能・生き様を次々と明らかにしてきた。しかし、微生物とそれを取り巻く微小空間、つまり「微生物の家」について立体的かつサブミクロンスケールで観察した例は皆無であり、地層環境のどこに、どうやって微生物が存在しているのか、知見が全くない。全地球バイオマスの数～10%程度を占め、生態が謎に包まれる海底下微生物を観察対象とし、極限環境における生命存続戦略や地球規模の元素循環に果たす微生物生命の本質に迫る。
本年度はオスミウム染色などで重元素染色した微生物および海底下堆積物試料をNanoxCTで撮影した画像について、コンピューター処理により2次元スライス画像内で特異的に検出する方法の検討を行った。また、イオン液体を用いることで空隙の染色にも成功し、CTを用いて高精度に空隙率を導き出すことが出来ることを確認した。
|
