極限環境微生物代謝による生体元素同位体分別・平衡効果の体系的研究

• 研究課題/領域番号: 21244077
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地質学
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 高井 研 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, プログラムディレクター (80359166)
• 研究分担者: 上野 雄一郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90422542)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 48,880千円 (直接経費: 37,600千円、間接経費: 11,280千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2009年度: 45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
• キーワード: 地球史 / 微生物活動 / 水素代謝 / 硫黄代謝 / 質量非依存分別

研究概要

「水素消費、水素生成微生物代謝に伴う水素同位体平衡効果」に関する研究をほぼすべて完了した。「硫黄還元菌による元素状硫黄から硫化水素生成に伴う多種硫黄同位体分別効果」についても分析が完了し、確認すべき再実験を行った。また一方、「硫黄不均化菌による元素状硫黄から硫化水素及び硫酸生成に伴う多種硫黄同位体分別効果」については現在、消費・生成された硫黄化合物の多種同位体比のより正確かつ綿密な分析を進めている。すべての実験系において、一般的原理を導くような画期的な成果が得られ、その成果の論文化を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Seasonal change in microbial sulfur cycling in monomictic Lake Fukami-ike, Japan. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, M., Ueno, Y., Hattori, S., Umemura, M., Yagi, A., Takai, K., Koba, K., Sasaki, Y., Makabe, A., and Yoshida, N.
  • 雑誌名: Limnol. Oceanography 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A deeply branching thermophilic bacterium with an ancient acetyl-CoA pathway dominates a subsurface ecosystem (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideto Takami
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 1 ページ: e30559-e30559
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0030559
  • 査読あり
• [雑誌論文] Domain-level identification and quantification of relative prokaryotic cell abundance in microbial communities by Micro-FTIR spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Motoko Igisu
  • 雑誌名: Environmental Microbiology Report 巻: 4 号: 1 ページ: 42-49
  • DOI: 10.1111/j.1758-2229.2011.00277.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulfur metabolisms in epsilon- and gamma-Proteobacteria in deep-sea hydrothermal fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Yamamoto
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 2 ページ: 192-192
  • DOI: 10.3389/fmicb.2011.00192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome sequence of a mesophilic hydrogenotrophic methanogen Methanocella paludicola, the first cultivated representative of the order Methanocellales (2011)
  • 著者名/発表者名: Sanae Sakai
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 号: 7 ページ: e22898-e22898
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0022898
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒ素をリンの代わりにする細菌 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高井研
  • 雑誌名: 日経サイエンス 巻: 41 ページ: 24-26
• [雑誌論文] 地球生命誕生の物語 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高井研
  • 雑誌名: milsil 巻: 2 ページ: 22-25
• [雑誌論文] Isotopic variation of molecular hydrogen in 20o-375oC hydrothermal fluids as detected by a new analytical method (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawagucci, S., Toki, T., Ishibashi, J., Takai, K., Ito, M., Oomori, T., and Gamo, T.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of inorganic sulfur-compounds metabolisms in a deep-sea epsilon-proteobacterium Sulfurovum sp. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M., Nakagawa, S., Shimamura, S., Takai, K., and Horikoshi, K.
  • 雑誌名: NBC37-1.Environ. 巻: 12 ページ: 1144-1153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of inorganic sulfur-compounds metabolisms in a deep-sea epsilon-proteobacterium Sulfurovum sp.NBC37-1. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M.
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: 12 ページ: 1144-1153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isotopic variation of molecular hydrogen in 20°-375°C hydrothermal fluids as detected by a new analytical method. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawagucci S
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly alkaline, high-temperature hydrothermal fluids in the early Archcan ocean. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibuya T
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 182 ページ: 230-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地球化学と微生物学から迫る非生命圏と生命圏の境界 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高井研
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 44 ページ: 103-114
  • NAID: 110009327689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of inorganic sulfur-compounds metabolisms in a deep-sea epsilon-proteobacterium Sulfurovum sp.NBC37-1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M
  • 雑誌名: Environmental Microbiology
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biological fractionations of quadruple sulfur isotopes in a stratified lake (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M
  • 雑誌名: Proceedings of The 4th International Symposium on Isotopomers, Tokyo ページ: 26-30
• [学会発表] Hydrogen isotope systematics of H2-H2O-CH4 during hydrogenotrophic methanogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M., Kawagucci, S., Hattori, S., Yamada, K., Ueno, Y., Takai, K., Yoshida, N.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2011
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, California
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] メタンの4つの水素はすべて水に由来するのか:H2-H2O-CH4の水素同位体システマティクスから考える水素資化メタン生成代謝におけるメタンの水素同位体比決定機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川口慎介,小林真理子,服部祥平,山田桂太,上野雄一郎,高井研,吉田尚弘
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第27回大会
  • 発表場所: 京都大学,京都
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] メタンの4つの水素はすべて水に由来するのか:H2-H2O-CH4の水素同位体システマティクスから考える水素資化メタン生成代謝におけるメタンの水素同位体比決定機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川口慎介
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第27回大会
  • 発表場所: 京都大学農学部、京都
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] 地下メタン資源の起源に関するカーナビ時代の伊能忠敬的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川口慎介
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Novel sulfur disproportionation of a deep-sea vent thermophile (2011)
  • 著者名/発表者名: Takai, K.
  • 学会等名: International Union of Microbiology Societies Congress 2011
  • 発表場所: Sapporo Convention Center, Sapporo, Japan
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Exploration of limits of life and unseen microbial potentials in the Dark Ecosystem (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken Takai
  • 学会等名: International Union of Microbiology Societies Congressnn 2011
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター、北海道(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] H2-H2O-CH4の水素同位体システマティクスから考える微生物由来メタンの水素同位体比決定機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林真理子,川口慎介,服部祥平,山田桂太,上野雄一郎,高井研,吉田尚弘
  • 学会等名: 2011年度日本地球化学会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Origin of methane in the Okinawa Trough hydrothermal fields : Implication for long transport of biogenic methane at subsurface geofluid system (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinsuke Kawagucci
  • 学会等名: EGU General Assembly Meeting 2011
  • 発表場所: Vienna, Austlia
  • 年月日: 2011-04-05
• [学会発表] 生命を創る環境を創るat 40億年前or in宇宙 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高井研
  • 学会等名: 細胞を創る会研究会3.0
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所、東京(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] エネルギー論から見た宇宙における生命存在条件 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高井研
  • 学会等名: 第3回アストロバイオロジーワークショップ
  • 発表場所: 多摩永山情報教育センター、東京
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] Novel sulfur disproportionation of a deep-sea vent thermophile (2010)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa H
  • 学会等名: Goldschmidt 2010
  • 発表場所: Convention Center, Knoxville, Tennessee
  • 年月日: 2010-06-13
• [学会発表] Novel sulfur disproportionation of a deep-sea vent thermophile (2010)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, H., Yamamoto, M., Nunoura, T., Kawagucci, S., Ueno, Y., Takai, K.
  • 学会等名: Goldschmidt 2010
  • 発表場所: Knoxville Convention Center, Tennessee
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] 化学合成生態系におけるH2消費を安定同位体比を用いて評価する (2010)
  • 著者名/発表者名: 川口慎介,高井研
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ,千葉
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 新しい微生物ドメインレベル識別・定量法の可能性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高井研
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] Quadruple Sulfur Isotope Analysis of Sulfur Cycle in a Stratified Lake (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M
  • 学会等名: Goldschmidt2009
  • 発表場所: Convention Center, Davos, Switzland
  • 年月日: 2009-06-24
• [図書] 生命はなぜ生まれたのか-地球生物の起源の謎に迫る- (2011)
  • 著者名/発表者名: 高井研
  • 総ページ数: 246
  • 出版者: 幻冬舎
• [備考]
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/biogeos/j/xbr/sugar/
• [備考]
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/less/precam/j/
• [備考]
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/shigen/j/organization/ht/