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生命の生存限界を探る:海底下高温高圧環境での活動的生命圏の限界と生き残り戦略

研究課題

研究課題/領域番号 19H00730
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

諸野 祐樹  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)

研究分担者 伊藤 民武  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (00351742)
伊藤 元雄  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), 調査役 (40606109)
井尻 暁  神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (70374212)
阪口 昌彦  大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 准教授 (70749001)
星野 辰彦  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 (30386619)
山村 雅幸  東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (00220442)
若松 泰介  高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 准教授 (60597938)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2021年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2020年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2019年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
キーワード海底下生命圏 / 生命の存続限界 / 極限環境 / 生命存続限界 / 生命生息限界
研究開始時の研究の概要

本研究では、生命の存続に必須の「栄養供給」と均衡する生命活動を明らかにするため、海底下地層環境を題材として、そこで連続的、経時的に変化する温度・圧力条件と生命およびその存続についての観察を実施する。この観察により、地球内部での生命圏限界、または限界をもたらす物理化学的、生理学的因子を解明し、さらに限界生命圏の姿、生命の適応メカニズム、進化学的な議論を展開することを目的としている。

研究成果の概要

本研究では、生命の存続に必須の「栄養供給」と均衡する生命活動を明らかにするため、海底下地層環境を題材として、そこで連続的、経時的に変化する温度・圧力条件と生命およびその存続について観察することを目的とした。海底下にはマリンスノーなどが堆積して形成した地層が存在し、海底下深部へ向かって地層温度が上昇する。室戸岬沖の海底下、およびメキシコ東岸のグアイマス海盆等の試料を用いて微生物数の推移や周辺環境条件、生命の生存について解析を行い、極めて貧栄養かつ高温の環境においても微生物が存在していることを突き止めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生命圏の限界に近づく環境に生息する生命について研究を行うことで、生命とは何か、存在形態が地上世界で想像可能なレベルを遥かに超えて多様であることを示すことが出来た。
生命の存続に限界をもたらしうる物理化学的、生理学的因子についての知見も蓄積してきており、今後生命の適応メカニズム、進化学的な議論を展開することを期待している。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2023 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (14件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] North Carolina University Chapel Hill/Woodshole Oceanographic Institution/Harvard University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] GFZ German Research Centre(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Rhode Island/Woods Hole Oceanographic Institution/University of North Carolina(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bremen/GEOMAR/GFZ(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Ocean University of China/Hohai University/The Second Institute of Oceanography(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University Bourgogne/ULCO/IFREMER(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] CICESE/UABC/UNAM(メキシコ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究]

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      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Rhode Island/Woods Hole Oceanographic Institution/University of North Carolina(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bremen/GEOMAR/GFZ(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Ocean University of China/Hohai University/The Second Institute of Oceanography(中国)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University Bourgogne/ULCO/IFREMER(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CICESE/UABC/UNAM(メキシコ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] A simple method for taxon-specific purification of diatom frustules from ocean sediments using a cell sorter2023

    • 著者名/発表者名
      Kato Yuji、Morono Yuki、Ijiri Akira、Terada Takeshi、Ikehara Minoru
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 10 号: 1 ページ: 13-13

    • DOI

      10.1186/s40645-023-00543-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Terpene Synthase Gene Amplicons from Subseafloor Sediment2023

    • 著者名/発表者名
      Schmidt Ruth L.、Hoshino Tatsuhiko、Morono Yuki、Tremblay Julien、Ulanova Dana
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 12 号: 2

    • DOI

      10.1128/mra.01037-22

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Label-Free Identification of Spore-Forming Bacteria Using Ultrabroadband Multiplex Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microspectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., R. Oketani, T. Terada, P. Leproux, Y. Morono and H. Kano
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 127 号: 9 ページ: 1940-1946

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.2c07291

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modelling the Shimokita deep coalbed biosphere over deep geological time: Starvation, stimulation, material balance and population models2020

    • 著者名/発表者名
      Bowden, S. A., A. Y. Mohamed, A. N. F. Edilbi, Y. S. Lin, Y. Morono, K. U. Hinrichs and F. Inagaki
    • 雑誌名

      Basin Research

      巻: 32 号: 5 ページ: 804-829

    • DOI

      10.1111/bre.12399

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature limits to deep subseafloor life in the Nankai Trough subduction zone2020

    • 著者名/発表者名
      Heuer Verena B.、Inagaki Fumio、Morono Yuki、Kubo Yusuke、Spivack Arthur J.、Viehweger Bernhard、Treude Tina、Beulig Felix、Schubotz Florence、Tonai Satoshi、Bowden Stephen A.、Cramm Margaret、Henkel Susann、Hirose Takehiro、Homola Kira、Hoshino Tatsuhiko、Ijiri Akira、Imachi Hiroyuki、Kamiya Nana、et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 370 号: 6521 ページ: 1230-1234

    • DOI

      10.1126/science.abd7934

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Global diversity of microbial communities in marine sediment2020

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Tatsuhiko、Doi Hideyuki、Uramoto Go-Ichiro、Wormer Lars、Adhikari Rishi R.、Xiao Nan、Morono Yuki、D’Hondt Steven、Hinrichs Kai-Uwe、Inagaki Fumio
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 44 ページ: 27587-27597

    • DOI

      10.1073/pnas.1919139117

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Aerobic microbial life persists in oxic marine sediment as old as 101.5 million years2020

    • 著者名/発表者名
      Morono Yuki、Ito Motoo、Hoshino Tatsuhiko、Terada Takeshi、Hori Tomoyuki、Ikehara Minoru、D’Hondt Steven、Inagaki Fumio
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 3626-3626

    • DOI

      10.1038/s41467-020-17330-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] EDTA-FISH: A Simple and Effective Approach to Reduce Non-specific Adsorption of Probes in Fluorescence <i>in situ</i> Hybridization (FISH) for Environmental Samples2020

    • 著者名/発表者名
      Morono, Y., K. Kubota, D. Tsukagoshi and T. Terada
    • 雑誌名

      Microbes and Environments

      巻: 35 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1264/jsme2.me20062

    • NAID

      130007865781

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep microbial proliferation at the basalt interface in 33.5-104 million-year-old oceanic crust2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, Y., S. Yamashita, M. Kouduka, Y. Ao, H. Mukai, S. Mitsunobu, H. Kagi, S. D'Hondt, F. Inagaki, Y. Morono, T. Hoshino, N. Tomioka and M. Ito
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.1038/s42003-020-0860-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 海底下の地層は微生物生命の楽園か、それとも永遠の牢獄なのか?2021

    • 著者名/発表者名
      諸野祐樹
    • 学会等名
      マリンバイオテクノロジー学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Discovery of living microbes from the ancient subseafloor sediment up to 101.5 million years old: How is it possible for microbes to survive for such a geological timescale?2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Morono
    • 学会等名
      日本地球惑星連合 2021年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 白亜紀の超貧栄養海底下堆積物から生きて発見された生命2021

    • 著者名/発表者名
      Morono Y, Ito M, Hoshino T, Terada T, Hori T, Ikehara M, D'Hondt S, Inagaki F.
    • 学会等名
      農芸化学会オンラインシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 白亜紀の超貧栄養海底下堆積物から生きて発見された生命2021

    • 著者名/発表者名
      Morono Y, Ito M, Hoshino T, Terada T, Hori T, Ikehara M, D'Hondt S, Inagaki F.
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度仙台大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] EDTA-FISH:環境試料のFluorescence in situ Hybridization (FISH)において非特異的プローブ吸着を抑制する効果的かつシンプルなアプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      諸野祐樹、久保田健吾、塚越大介、寺田武志
    • 学会等名
      第21回極限環境生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] IODP Expedition 385: Guaymas Basin Tectonics and Biosphere2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Morono, Andreas Teske, Daniel Lizarralde, Tobias W Hofig, IODP EXPEDITION 385 SCIENTISTS
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aerobic microbial life in oxic sediment of South Pacific Gyre persists up to 101.5 million years2020

    • 著者名/発表者名
      Morono Y, Ito M, Hoshino T, Terada T, Hori T, Ikehara M, D'Hondt S, Inagaki F.
    • 学会等名
      AGU Fall meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IODP Expedition 385: Guaymas Basin Tectonics and Biosphere2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Morono, Andreas Teske, Daniel Lizarralde, Tobias W H?fig, IODP EXPEDITION 385 SCIENTISTS
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aerobic microbial life in oxic sediment of South Pacific Gyre persists up to 101.5 million years2020

    • 著者名/発表者名
      Morono Y, Ito M, Hoshino T, Terada T, Hori T, Ikehara M, D'Hondt S, Inagaki F.
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 白亜紀の海底堆積物で微生物が生きて存在していることを発見 ~超貧栄養環境下で眠り続けた生命?~

    • URL

      https://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20200729/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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