| 研究課題/領域番号 |
19H03310
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45040:生態学および環境学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
加藤 真悟 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 上級研究員 (40554548)
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| 研究分担者 |
鈴木 庸平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00359168)
伊藤 隆 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 特別嘱託研究員 (80321727)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | 鉄酸化菌 / 鉄還元菌 / 分離培養 / メタゲノム / バイオミネラル / 生物地球化学的循環 / ナノ鉱物 / 微生物ダークマター / 鉄バクテリア / 生物地球化学循環 / 鉄酸化微生物 / 鉄還元微生物 / バイオミネラリゼーション / 微生物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
微生物による鉄の酸化還元及び酸化鉄ナノ鉱物の生成溶解、それに伴う様々な元素の吸着溶脱は、地球規模での物質循環や生態系の成り立ちを理解する上で、鍵となる反応である。本研究では、「多種多様な未培養微生物が、酸化鉄ナノ鉱物の生成と溶解を駆動し、地球表層環境における様々な元素の挙動・循環を支配している」という作業仮説を立て、分離培養を基軸として、最先端の分子生物学および鉱物学的手法を駆使して、その検証を行う。本研究は、地球規模での元素循環を理解する上でのパラダイムシフトとなる可能性を秘めている。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、微生物の分離培養を通じて、地球表層環境における酸化鉄ナノ鉱物の生成・溶解プロセスの実態を解明することを目的とした。様々な環境から、系統的に新規かつ多様な鉄酸化微生物および鉄還元微生物の分離株の獲得およびリソース化に成功した。中性pH付近で、単独で鉄を酸化も還元もできる微生物が存在することを、世界で初めて報告した。培養実験により、これらの鉄酸化・還元微生物が酸化鉄ナノ鉱物を生成・溶解することを実証した。以上、自然界における鉄および関連元素の循環への微生物による貢献の一端を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、鉄循環を駆動する新規微生物の存在を実証しただけでなく、まだ同定されていない鉄駆動微生物が自然界には多種存在していることを示唆している。本研究で獲得した新規微生物は、公的菌株保存機関に寄託され、一部は一般の研究者にすでに公開されているため、さらなる基礎・応用研究に利用可能である。本研究によって得られた成果は、自然界の元素循環に対する新たな視点を提示するものであり、さらには資源枯渇や環境汚染問題解決へ向けた応用バイオ技術の飛躍的な発展に貢献する可能性を秘めている。
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