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2013 Fiscal Year Annual Research Report

富栄養化内湾堆積物における異種微生物間長距離細胞外電子伝達の実証

Research Project

Project/Area Number 23241012
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

左山 幹雄  独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (20344145)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鳥村 政基  独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究グループ長 (40357588)
佐藤 浩昭  独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (70357143)
中島 善人  独立行政法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 主任研究員 (80357623)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords細胞外電子伝達 / 酸化還元反応 / 堆積物 / 物質循環 / 微生物 / 国際研究者交流(デンマーク)
Research Abstract

富栄養化内湾堆積物の生物地球化学的物質循環過程において、細胞外電子伝達系(extracellular electron transfer, EET)を通じた長距離細胞外電子伝達により、空間的に大きく隔たっている酸化還元反応の共役(酸化還元種間の電子の授受)が実際に機能していることを実証し、そのメカニズムを解析することが本研究の目的である。平成25年度は現場環境下においてEETが発現していることを実証し、EETメカニズムとしてcable bacteria(微生物)とmagnetite(導電性(鉄)鉱物)の両者が関与していることを明らかにした
1. 現場環境下におけるEETの実証:堆積物中の鉛直方向の電位差(Electric Potential、EP)の微細分布を測定できる、微小化した銀-塩化銀非分極電極(微小EP電極)を開発した。そして微小EP電極を現場設置型水-堆積物界面微細環境測定装置に取り付け、現場環境下でEP鉛直微細分布を測定する手法を確立した。この手法を用いて、東京湾湾央部堆積物について10月下旬~11月下旬の3回にわたりEP鉛直微細分布の現場測定を行い、現場環境下においてEETが発現していることを示す明瞭なEP鉛直微細分布を11月下旬に検出した
2. EETメカニズム(Cable bacteria):EETの発現を明瞭に示した11月下旬の東京湾湾央部堆積物について、cable bacteriaの現存量の鉛直微細分布および分類学的解析を行った
3. EETメカニズム(Magnetite):実験堆積物コアにmagnetiteを添加し、EP、H2S(硫化水素)およびO2(酸素)の鉛直微細分布を経時的に測定した。EP鉛直微細分布の経時変化から、培養初期(2週間前後)はmagnetiteが、培養後期(3ヶ月前後)はcable bacteriaがEETの主要メカニズムであることが示された

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2014 2013

All Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Presentation] 沿岸堆積物における硫化水素の動態とmagnetite2013

    • Author(s)
      左山幹雄
    • Organizer
      2013年度日本海洋学会秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス、北海道札幌市
    • Year and Date
      20130917-20130921
  • [Presentation] Effect of magnetite addition on H2S dynamics in coastal marine sediment2013

    • Author(s)
      左山幹雄
    • Organizer
      Goldschmidt2013
    • Place of Presentation
      Firenze Fiera Congress and Exhibition Centre, Firenze, Italy
    • Year and Date
      20130825-20130830
  • [Presentation] 沿岸堆積物における硫化水素の動態とmagnetite(空間的に大きく隔たっている反応が共役することは可能か?)2013

    • Author(s)
      左山幹雄
    • Organizer
      生物工学会夏のセミナー
    • Place of Presentation
      フェニックスシーアガイアリゾート、宮崎県宮崎市
    • Year and Date
      20130713-20130714
    • Invited
  • [Presentation] Effect of magnetite addition on H2S dynamics in coastal marine sediment2013

    • Author(s)
      左山幹雄
    • Organizer
      Workshop: Cable bacteria and biogeoelectric currents
    • Place of Presentation
      Aarhus University, Aarhus, Denmark
    • Year and Date
      20130414-20130417
  • [Book] 詳論沿岸海洋学2014

    • Author(s)
      左山幹雄
    • Total Pages
      261(190-207)
    • Publisher
      恒星社厚生閣

URL: 

Published: 2015-05-28  

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