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導電性鉱物を介した電気共生型メタン生成の分子機構および実環境における寄与の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H06191
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 応用微生物学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

加藤 創一郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30597787)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2016年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワード微生物 / メタン生成 / 共生 / 電子伝達 / 導電性鉱物 / 遺伝子発現解析 / 酸化鉄 / 電気共生 / メタン / 導電性粒子 / プロテオーム
研究成果の概要

導電性粒子を流れる電流を介した電子授受に基づく共生的メタン生成(電気共生型メタン生成)を行うモデル共生系を構築し、その網羅的遺伝子発現を行うことで、電気共生時に機能する遺伝子群の特定に成功した。また地下圏原油貯留槽由来の微生物群集が導電性マグネタイトの存在下で電気共生型メタン生成を行うこと、微生物自身が産生した硫化鉄鉱物が電気共生型メタン生成を媒介しうることを実証し、多様な自然環境における電気共生型メタン生成の重要性を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

メタンは強力な温室効果ガスであり、また重要な持続可能なエネルギー源ともなりうる。そのため微生物によるメタン生成反応の理解は、環境・エネルギー問題の解決に向け重要なものとなる。電気共生型メタン生成反応は近年我々のグループが見出した新たなメタン生成プロセスであり、通常のプロセスよりも高効率であることが知られている。本研究課題により得られた成果は、地球規模での物質循環の理解、並びに将来的な微生物メタン生成プロセスの制御に向けた、重要な基盤知識となる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Enhancement of methanogenesis by electric syntrophy with biogenic iron-sulfide minerals.2019

    • 著者名/発表者名
      加藤創一郎、五十嵐健輔
    • 雑誌名

      MicrobiologyOpen

      巻: 8 号: 3

    • DOI

      10.1002/mbo3.647

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conductive Iron Oxides Promote Methanogenic Acetate Degradation by Microbial Communities in a High-Temperature Petroleum Reservoir2019

    • 著者名/発表者名
      加藤創一郎、和田薫、北川航、眞弓大介、五十嵐雅之、曽根輝夫、浅野孝蔵、鎌形洋一
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 34 号: 1 ページ: 95-98

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME18140

    • NAID

      130007627745

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Microbial metabolisms based on electron exchange with solid materials.2018

    • 著者名/発表者名
      加藤創一郎
    • 学会等名
      The 3rd Solar Fuel Material workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Acetogenic bacteria that induce biocorrosion via extracellular electron transfer.2017

    • 著者名/発表者名
      加藤創一郎
    • 学会等名
      6th International Symposium on Applied Microbiology and Molecular Biology in Oil Systems (ISMOS-6)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electric syntrophy: Syntrophic methanogenesis via electric current through conductive materials.2017

    • 著者名/発表者名
      加藤創一郎
    • 学会等名
      2017 Anaerobic Microbial Syntrophy Forum
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microbial energy metabolisms based on electrochemical interaction with solid surfaces.2017

    • 著者名/発表者名
      加藤創一郎
    • 学会等名
      IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Functions 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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