2013 Fiscal Year Annual Research Report
深部地下圏を模擬した高圧条件下における生物的メタン生成過程の解明
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23244109
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
鎌形 洋一 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究部門長 (70356814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉岡 秀佳 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 (30415765)
皆川 秀紀 独立行政法人産業技術総合研究所, メタンハイドレート研究センター, 研究チーム長 (70202348)
坂田 将 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, 研究グループ長 (70357101)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | メタン生成古細菌 / メタンハイドレート / 高温微生物 / 高圧培養 / 微生物間共生 |
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| Research Abstract |
本研究では生物的メタン生成が高圧下で起こりうるか否か、とりわけ（１）メタン生成に必要な水素を供給する微生物と水素からメタンを生成する微生物間で種間水素伝達が高圧下で起こりうるか、（２）ケロジェン等根源有機物由来と考えられる中間物質からメタン生成に必要な酢酸を生成する微生物とメタンを生成する微生物との間で酢酸授受が高圧下で起こりうるか、を検証することによって、海洋並びに陸地地下圏において今なお起きつつあると推定される生物的メタン生成ならびにメタンハイドレート形成を実験室的に再現し、メタンハイドレート成因過程を明らかにすることを目的とした。（１）に関しては、最大200気圧相当の静水圧下、55℃の高温で酢酸からのメタン生成を確認した。メタン生成群集解析ならびに炭素安定同位体を用いた実験から、二酸化炭素濃度が低い時には種間水素伝達に依存したメタン生成が優占し、二酸化炭素を高濃度に注入した時（最大で2気圧）には酢酸資化性のメタン生成古細菌が優占することを初めて明らかにした。また、こうした二酸化炭素依存的な微生物群集構造は二酸化炭素の濃度によって可逆的に変化することを明らかにした。（２）についてはケロジェン等根源有機物において普遍的に見出される物質、特にメトキシ芳香族化合物をモデル基質として分解集積系を得た。得られたメタン生成集積培養について16S rRNA遺伝子配列に基づく微生物群集構造解析を行った結果、Sporomusa属細菌によるメトキシ基からの酢酸生成、Methanosarcina属アーキアによる酢酸からのメタン生成、Syntrophus属細菌とMethanoculleus属アーキアによる水素を介した共生による芳香環の完全分解が起こっていることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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