あらゆる環境のメタンの起源を推定するための炭素・水素安定同位体指標確立

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25701004
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 川口 慎介 独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (50553088)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: メタン / 安定同位体 / 炭素同位体比 / 水素同位体比 / 生命の限界

Outline of Annual Research Achievements

地球生命（圏）の限界把握においてメタンの起源推定は重要な手段であり，その指標として安定同位体比が用いられている。現状の安定同位体比の指標性は，地球表層の環境条件で確立されており，高温・高圧の極限環境には適用できない。そこで，炭素・水素安定同位体比をあらゆる環境で有用なメタンの起源推定指標として確立することを目指す。多様な温度・圧力・基質濃度下でメタン菌培養を行い，生成するメタンの安定同位体比とその変動要因を解明する。
平成25年度はMethanocaldococcus sp. Kairei-85N株を培養し，基質としてあたえたH2とCO2，培地のH2O，および生成したCH4のすべての炭素・水素安定同位体比を分析した。これまでの研究では，もっぱらCO2-CH4の炭素同位体比のみや，H2O-CH4の水素同位体比のみの分析にとどまっており，H2を加えた上でこれらを網羅的に分析したことで，それぞれの同位体分別を支配する要因をリンクさせながら解析することが可能となった。またこれを実現するため，培養に先立ち微生物培地の炭素・水素安定同位体比を確からしく分析する手法を文献にならい確立するとともに軽微な改造を行うことでハイスループット化を実現した。微生物の培養はその生理状態変化と同位体分別の関係を調べるため，同位体比分析とあわせて微生物菌数カウントを実施し，対数増殖期および定常期の両者で試料採取を行った。これまでに300点程度の試料を採取し，分析を進めている。また平成26年度以降に微生物種間での同位体分別差を明らかにするため，別種の基礎培養を実施し，最適条件を調査している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

微生物の培養および同位体比分析を実施し，結果を得はじめている。一方で，当初計画では平成25年度中にメタン菌2種の培養を実施する予定であったが，同実験に従事するスタッフ雇用の確保が遅れたため，メタン菌1種の培養にとどまっていた。平成26年度には3種の培養を終えた。

Strategy for Future Research Activity

メタン菌培養と炭素・水素安定同位体比分析を実施する。

Causes of Carryover

本計画に従事するスタッフ雇用の確保が遅れたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成26年度に実施する公募を通じて雇用する本計画に従事するスタッフが使用するデータ処理用計算機器および分析機器の購入に使用する。また平成25年度中にえた成果について外部公表するための旅費，学会参加費，ならびに英文校閲費に使用する。