3D visualization of microbes and surrounding environment by nano-xCT

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20952
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: MORONO Yuki 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 / 生存空間 / CT

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the subseafloor sedimentary biosphere through the approach aimed to visualize microbes and their surrounding environment in a 3D manner by using an X-ray CT scanning approach. The chemical addition of heavy elements to microbial cells and impregnating ionic liquids enabled the microbe-scale visualization of natural marine sediment samples. Also, we further tried element-specific contrast enhancements and identified issues for future.

Free Research Field

地球微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「環境と相互作用しながら生きる微生物とその周辺環境の三次元可視化・観察」これが本研究での挑戦であり、その意義である。海底下に限らず、微生物が生育する環境では微生物自身が行う代謝反応により様々な化学グラジエントが形成され、その結果として物理的な生息環境の改変も起こる。このような海底下の持続的物質動態を本質的に理解する上で、主体となる生命活動とその周辺環境を観察することこそが必要なアプローチである。これまで二次元的な観察またはその連続によって可視化されてきた微生物と生息空間を3次元的に解析するために必須の研究であると自負している。