深海底での微生物腐食:誘因微生物叢と腐食機序の解明

• 研究課題/領域番号: 22760646
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 牧田 寛子 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, 技術研究副主任 (40553219)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 微生物腐食 / MIC / 微生物 / 深海底 / 腐食 / 鉄酸化細菌 / 硫化水素 / 酸化鉄被膜地帯 / 金属元素 / 金属

研究概要

本研究は、深海底という海洋環境をモデルに微生物生態学、生化学および物理化学的な手法を用いて微生物による金属腐食(Microbiologically induced Corrosion, 以下MIC)の分子機序を明らかにする事を目的とした。研究期間内に、硫化水素を高濃度で発生させ(間接的に)腐食を引き起こす新属新種の菌の単離に成功した他、自然の金属腐食地帯である酸化鉄被膜地帯の環境中の化学成分分析および微生物調査の実施や、微生物と鉱物の相互作用を直接観測できる分析手法を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Biogeography of Persephonella in deep-sea hydrothermal vents of the Western Pacific (2013)
  • 著者名/発表者名: Mino S., Makita H., Toki T., Miyazaki J., Kato S., Watanabe H., Imachi H., Watsuji T., Nunoura T., Kojima S., Sawabe T, Takai K. and Nakagawa S
  • 雑誌名: Front. Microbial 巻: 4(107) ページ: 1-12
  • NAID: 120006389534
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of a thermophilic, obligately anaerobic and heterotrophic marine Chloroflexi bacterium from a Chloroflexi dominated microbial community associated with a Japanese shallow hydrothermal system, and proposal for Thermomarinilinea lacunofontalis gen (2013)
  • 著者名/発表者名: Nunoura T., Hirai M., Miyazaki M., Kazama H., Makita H., Hirayama H., Furushima Y., Yamamoto H, Imachi H., Takai K
  • 雑誌名: nov., sp. nov. Microbes & Environments 巻: 28(2) ページ: 228-235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of a thermophilic, obligately anaerobic and heterotrophic marine Chloroflexi bacterium from a Chloroflexi dominated microbial community associated with a Japanese shallow hydrothermal system, and proposal for Thermomarinilinea lacunofontalis gen. nov., sp. nov. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuro Nunoura, Miho Hirai, Masayuki Miyazaki, Hiromi Kazama, Hiroko Makita, Hisako Hirayama, Yasuo Furushima, Hiroyuki Yamamoto, Hiroyuki Imachi, Ken Takai
  • 雑誌名: Microbes & Environments 巻: -
  • NAID: 10031158626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biogeography of Persephonella in deep-sea hydrothermal vents of the Western Pacific. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mino, S., Makita, H., Toki, T., Miyazaki, J., Kato, S., Watanabe, H., Imachi, H., Watsuji, T., Nunoura, T., Kojima, S., Sawabe, T., Takai, K., and Nakagawa, S.
  • 雑誌名: Frontier in Extreme Microbiology 巻: 4 ページ: 107-107
  • DOI: 10.3389/fmicb.2013.00107
  • NAID: 120006389534
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thiofractor thiocaminus gen. nov., sp. nov., a novel hydrogen-oxidizing, sulfur-reducing epsilonproteobacterium isolated from a deep-sea hydrothermal vent chimney in the Nikko Seamount field of the northern Mariana Arc. (2012)
  • 著者名/発表者名: Makita, H.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 巻: 194 号: 9 ページ: 785-794
  • DOI: 10.1007/s00203-012-0814-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacteriogenic Fe(III) (oxyhydr) oxides characterized by synchrotron microprobe coupled with spatially-resolved phylogenetic analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsunobu S., Shiraishi F., et al
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: (印刷中) 号: 6 ページ: 3304-3311
  • DOI: 10.1021/es203860m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of Synchrotron m-XRF-XAFS to the Speciation of Fe on a Single Stalk in Bacteriogenic Iron Oxides (BIOS) (2011)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi S., Makita H., Mitsunobu S., Terada Y., Yamaguchi N., Takai K., and Takahashi Y
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 40(7) ページ: 680-681
  • 査読あり
• [学会発表] 深海底に存在する酸化鉄被膜地帯の微生物調査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧田寛子
  • 学会等名: 海洋における極限環境生物の研究および調査現場における課題
  • 発表場所: 日本海洋事業株式会社(神奈川県横須賀市)
  • 年月日: 2013-05-13
• [学会発表] 深海熱水噴出孔生態系における電流依存型低エネルギーCO_2還元 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石居拓巳、牧田寛子、山本正浩、高井研、中村龍平、橋本和仁
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] Genomic and population genetic analysis of deep-sea vent chemoautotrophs (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa S., Shimamura S., Takaki Y., Mino S., Makita H., Sawabe T., Takai K
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: California USA,
  • 年月日: 2012-12-05
• [学会発表] Population structure of deep-sea chemolithoautotrophs: identification of phenotypic and genotypic correlations (2012)
  • 著者名/発表者名: Mino S., Nakagawa S., Sawabe T., Miyazaki J., Makita H., Nunoura T., Yamamoto M., Toki T
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: California USA
  • 年月日: 2012-12-03
• [学会発表] Evaluation of nutrient sources for the sponges inhabited around seafloor hydrothermal fields in the Okinawa Trough (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagashio H., Yamanaka T., Watanabe H., Makita H
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: California USA
  • 年月日: 2012-12-03
• [学会発表] 沖縄トラフの海底熱水系周辺に生息する海綿動物の栄養源の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長塩皓美、山中寿朗、渡部裕美、山上翔世、伊勢優史、牧田寛子
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2012-05-23
• [学会発表] 深海底熱水活動域に生息する化学合成微生物の群集遺伝構造解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 美野さやか、中川聡、宮崎淳一、牧田寛子、和辻智郎、布浦拓郎、山本正浩、高井研、澤辺智雄
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2012-05-21
• [学会発表] 南部沖縄トラフ多良間海丘に存在する酸化鉄被膜地帯での微生物調査: NT11-18研究航海概要 (2012)
  • 著者名/発表者名: 牧田寛子ら
  • 学会等名: Blue Earth'12
  • 発表場所: 東京海洋大学(東京都港区)
  • 年月日: 2012-02-23
• [学会発表] 南部沖縄トラフ多良間海丘に存在する酸化鉄被膜地帯での微生物調査:NT11-18研究航海概要 (2012)
  • 著者名/発表者名: 牧田寛子
  • 学会等名: ブルーアース'12
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス
  • 年月日: 2012-02-23
• [学会発表] Microbiological investigation of the Iron-Containing Flocculent Mats in various deep sea environments (2011)
  • 著者名/発表者名: Makita, H., et al
  • 学会等名: ISEB XX- International Symposium on Environmental Biogeochemistry
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] Microbiological investigation of the Iron-Containing Flocculent Mats in various deep sea environments (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧田寛子
  • 学会等名: ISEB-International Symposium on Environmental Biogeochemistry 2011
  • 発表場所: トルコ/イスタンブール/Istanbul Technical University
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] Microbiological investigation of the Iron-Containing Flocculent Mats in various deep sea environments (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧田寛子
  • 学会等名: Goldschmidt2011
  • 発表場所: チェコ/プラハ/Prague Congress Centre
  • 年月日: 2011-08-17
• [学会発表] Microbiological investigation of the Iron-Containing Flocculent Mats in various deep sea environments (2011)
  • 著者名/発表者名: Makita, H., et al
  • 学会等名: 21th Annual V.M. Goldschmidt conference
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2011-08-15
• [学会発表] Speciation of Iron in Natural and Synthesized Bacteriogenic Iron Oxides(BIOS) Using XAFS and μ-XRF-XAFS (2011)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi S., Makita H., Mitsunobu S.,Takai K., and Takahashi Y
  • 学会等名: 21th Annual V.M. Goldschmidt conference
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2011-08-15
• [学会発表] 合成および天然BIOSの鉱物種 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池早希子、牧田寛子、光延聖、高井研、高橋嘉夫
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Anne Godfroy、高井研、澤辺智雄、深海底に生息する化学合成微生物の群集遺伝学的構造解明へのアプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 美野さやか、中川聡、牧田寛子、稲垣史生、山本正浩、布浦拓郎、中村光一
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 深海熱水環境で作動する電気化学センサーの開発と改良 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本正浩、牧田寛子、川口慎介、土田真二、高井研、中川太郎
  • 学会等名: Blue Earth'11
  • 発表場所: 東京海洋大学(東京都港区)
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] 深海底に生息する化学合成微生物の群集遺伝学的構造解明へのアプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 美野さやか、中川聡、牧田寛子、稲垣史生、山本正浩、布浦拓郎、中村光一、 Anne Godfroy、高井研、澤辺智雄
  • 学会等名: Blue Earth'11
  • 発表場所: 東京海洋大学(東京都港区)
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] 各地の深海底に存在する褐色変色域での微生物調査 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧田寛子ら
  • 学会等名: Blue Earth'11
  • 発表場所: 東京海洋大学(東京都港区)
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] 各地の深海底に存在する褐色変色域での微生物調査 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧田寛子
  • 学会等名: ブルーアース'11
  • 発表場所: 東京海洋大学 品川キャンパス
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] 深海底に生息する化学合成微生物の群集遺伝学的構造解明へのアプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 美野さやか、中川聡、牧田寛子、稲垣史生、山本正浩、布浦拓郎、中村光一、 Anne Godfroy、高井研、澤辺智雄
  • 学会等名: 海底拡大系の総合研究 ?InterRidge-Japan研究発表集会?
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所講堂(千葉県柏市)
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] セシウムおよびセレンのBIOSへの吸着:無機的に生成した水酸化鉄との比較日本地球化学会第57回年会 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池早希子、光延聖、牧田寛子、高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本地球化学会第57回年会
  • 発表場所: 立正大学(埼玉県熊谷市)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] 深海底に生息する化学合成微生物の群集遺伝学的構造解明へのアプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 美野さやか、中川聡、牧田寛子、稲垣史生、山本正浩、布浦拓郎、中村光一、 Anne Godfroy、高井研、澤辺智雄
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館(茨城県つくば市)
• [学会発表] 深海底熱水活動域に生息する化学合成微生物の群集遺伝構造解明
  • 著者名/発表者名: 美野 さやか, 中川 聡, 宮崎 淳一, 牧田 寛子, 和辻 智郎, 布浦 拓郎, 山本 正浩, 高井 研, 澤辺 智雄
  • 学会等名: 地球惑星連合大会(JpGU2012)
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）
• [学会発表] 沖縄トラフの海底熱水系周辺に生息する海綿動物の栄養源の推定
  • 著者名/発表者名: 長塩 皓美 , 山中 寿朗, 渡部 裕美, 山上 翔世, 伊勢 優史, 牧田 寛子
  • 学会等名: 地球惑星連合大会(JpGU2012)
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）
• [学会発表] Genomic and population genetic analysis of deep-sea vent chemoautotrophs.
  • 著者名/発表者名: NAKAGAWA SATOSHI, SHIMAMURA SHIGERU, TAKAKI YOSHIHIRO, Mino Sayaka, MAKITA HIROKO, SAWABE TOMOO, TAKAI KEN
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2012
  • 発表場所: California USA
• [学会発表] Evaluation of nutrient sources for the sponges inhabited around seafloor hydrothermal fields in the Okinawa Trough.
  • 著者名/発表者名: NAGASHIO hiromi, YAMANAKA Toshiro, WATANABE Hiromi, Yuji Ise, MAKITA, Hiroko
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2012
  • 発表場所: California USA
• [学会発表] Population structure of deep-sea chemolithoautotrophs: identification of phenotypic and genotypic correlations.
  • 著者名/発表者名: Mino Sayaka, NAKAGAWA SATOSHI, SAWABE TOMOO, MIYAZAKI JUNICHI, MAKITA HIROKO, NUNOURA TAKURO, YAMAMOTO MASAHIRO, TAKAI KEN
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2012
  • 発表場所: California USA
• [学会発表] 深海熱水噴出孔生態系における電流依存型低エネルギーCO2還元
  • 著者名/発表者名: 石居 拓己, 牧田 寛子, 山本 正浩, 高井 研, 中村 龍平, 橋本 和仁
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会（2013）
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] 深海底に存在する酸化鉄被膜地帯の微生物調査
  • 著者名/発表者名: 牧田寛子
  • 学会等名: 海洋における極限環境生物の研究および調査現場における課題
  • 発表場所: 日本海洋事業株式会社（神奈川県）
  • 招待講演
• [備考] 独立行政法人 海洋研究開発機構 深海・地殻内生命圏システム研究プロジェクトホームページ
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/biogeos/j/xbr/sugar/
• [備考] 独立行政法人 海洋研究開発機構 深海・地殻内生命圏システム研究プロジェクトホームページ
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/biogeos/j/xbr/sugar/
• [備考]
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/biogeos/j/xbr/sugar/