| 研究課題/領域番号 |
20H03314
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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45030:多様性生物学および分類学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
石井 俊一 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(超先鋭研究開発プログラム), 副主任研究員 (10556913)
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| 研究分担者 |
鈴木 志野 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (10557002)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 天然ガス田 / 地下圏微生物 / バチアーキオータ門 / メタゲノム解析 / 芳香族メトキシ化合物 / メタン生成微生物群集 / mRNAseq / メタトランスクリプトーム解析 / 天然ガス鉱床 / Bathyarchaeota / 水溶性天然ガス田 / メタゲノム / メタトランスクリプトーム / メタン菌 / メタン生成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地下圏環境における炭素循環の最終生成物であるメタンは、微生物群集が協調し、リグニンやフミン酸といった難分解性有機物が多段階で分解することで生成される。本研究では、天然ガス田湧出地下水中の微生物群を対象として、網羅的メタオミクス解析、難分解性有機物とその中間代謝産物の分解微生物群集の取得、主要微生物の単離、それらの分解特性解析を行い、知見を統合することで地下圏に普遍的にみられる難分解性有機物からのメタン生成プロセスの解明を目指す。この微生物プロセスは、メタンハイドレートや天然ガス鉱床形成においても重要な役割を果たすと考えられる。
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| 研究成果の概要 |
地下圏においてリグニン等の難分解性有機物を分解しメタンを生成する微生物プロセスを明らかにするため、水溶性天然ガス鉱床（南関東ガス田）に生息する地下圏のメタン生成微生物群集の研究を行った。まず、異なる6個の天然ガス井の湧出地下水中に生息するメタン生成古細菌を同定した。その後、リグニン様物質分解の中間代謝物（芳香族メトキシ化合物、安息香酸、酢酸、水素など）を唯一の炭素源・エネルギー源として、地下圏微生物の集積培養を行った。その中で芳香族メトキシ化合物を分解する機能を担うと推定されたBathyarchaeota門の古細菌のさらなる集積培養を行い、そのゲノム構造や生理機能の解析を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通して、南関東ガス田の地下圏において働いている微生物群集の機能の一端を理解することができた。南関東ガス田は、可採埋蔵量が3,685億m3にも達する国内最大の水溶性天然ガス田であり、わが国の重要な資源の生産地である。また、埋蔵量としては1兆m3を超えると言われる南海トラフ海底下のメタンハイドレートを胚胎する層準とも地質学的に類似しており、その「微生物起源のメタン」の成因を明らかにすることはわが国の資源的観点から見ても、非常に重要である。本研究で得られた知見、用いられた解析技術は、今後、世界中の各種天然ガスサイトにおける、メタン生成の成因解明の基盤となるであろう。
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