機能性分子F430を用いた堆積物深部メタン生成ポテンシャルの精密定量

• 研究課題/領域番号: 25610166
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2015); 独立行政法人海洋研究開発機構 (2013-2014)
• 研究代表者: 金子 雅紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 主任研究員 (80633239)
• 研究協力者: 大河内 直彦 海洋研究開発機構, 生物地球化学分野, 分野長 ; 高野 淑識 海洋研究開発機構, 生物地球化学分野, 主任研究員 ; 奈良岡 浩 九州大学, 理学研究院, 教授 ; 嶋 誠吾 Max Planck Institutes, Microbial Protein Structure, Research Group Leader ; 渡邉 健史 名古屋大学, 農学部, 講師
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 補酵素F430 / 機能特異分子分析 / メタン生成 / 嫌気的メタン酸化 / 液体クロマトグラフィートリプル四重極質量分析 / メタン生成アーキア / メタン生成バイオマス / メタン生成-アーキア / 海洋堆積物 / メタン / LC-MS/MS分析

研究成果の概要

当該研究期間において、種々の環境試料から高回収率で精密に補酵素F430を定量するための、前処理および分析法を開発し、従来法に対しておよそ10万倍の高感度定量分析法を確立した。これにより0.1フェムトモルでの定量検出が可能になり、最も検出が困難な海洋堆積物をはじめ、微生物マット、水田土壌、地下水などからの補酵素F430の検出を実現した。また、科学掘削史上最も深い海底下2000 mの石炭層において補酵素F430の検出に成功し、活きたメタン生成アーキアの存在を示した結果がサイエンス誌に掲載された。
当該研究機関の研究成果は計4報の査読付論文と11件の学会発表により公表し、国内外で高い評価を得た。

研究成果

• [国際共同研究] University of Bremen(ドイツ)
• [雑誌論文] Estimation of methanogenesis by quantification of coenzyme F430 in marine sediments (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, M., Takano, Y., Ogawa, N.O., Sato, Y., Yoshida, Y., Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 50 号: 6 ページ: 453-460
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0410
  • NAID: 130005435143
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 堆積物中のアーキア膜脂質同位体分析のメタン生成場への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金子雅紀
  • 雑誌名: Researches in Organic Geochemistry 巻: 31 ページ: 1-14
  • NAID: 130005249686
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exploring deep microbial life in coal-bearing sediments down to ~2.5km below the seafloor (2015)
  • 著者名/発表者名: INAGAKI FUMIO, Kai-Uwe Hinrichs,KUBO YUSUKE,Marshall W. Bowles,Verena B. Heuer,Wei-Li Hong,HOSHINO TATSUHIKO,IJIRI AKIRA,IMACHI HIROYUKI,ITO MOTOO,KANEKO MASANORI,Mark A. Lever,Lin Yu-Shin,Barbara A. Methe,Morita Sumito,MORONO YUKI,et al.
  • 雑誌名: SCIENCE/AAAS/ 巻: 349 号: 6246 ページ: 420-424
  • DOI: 10.1126/science.aaa6882
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Quantitative analysis of coenzyme F430 in environmental samples: a new diagnostic tool for methanogenesis and anaerobic methane oxidation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, M., Takano, Y., Chikaraishi, Y., Ogawa, N.O., Asakawa, S., Watanabe, K., Shima, S., Krueger, M., Matsushita, M., Kimura, H., Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 86 号: 7 ページ: 3633-3638
  • DOI: 10.1021/ac500305j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detection of coenzyme F430 in deep-sea sediments: A key molecule for biological methanogenesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takano, Y., Kaneko, M., Kahnt, J., Imachi, H., Shima, S. and Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Organic Geochemistry 巻: 58 ページ: 137-140
  • DOI: 10.1016/j.orggeochem.2013.01.012
  • 査読あり
• [学会発表] Coenzyme F430 as a biomarker for methanogenesis and anoxic methane oxidation (2016)
  • 著者名/発表者名: 金子雅紀・高野淑識・大河内直彦
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting2016
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] トリプル四重極LC-MSを用いた補酵素F430の高感度分析法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金子雅紀・高野淑識・大河内直彦
  • 学会等名: 第６４回質量分析総合討論会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク、大阪府
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] Analysis of coenzyme F430 as a function-specific biomarker for estimation of methanogenesis and anaerobic methane oxidation (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kaneko, Yoshinori Takano, Fumio Inagaki, Kai-Uwe Hinrichs and Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: 27th International Meeting on Organic Geochemistry
  • 発表場所: Clarion Congress Hotel Prague, Prague, Czech
  • 年月日: 2015-09-13
  • 国際学会
• [学会発表] Carbon isotopic composition of coenzyme F430 from anaerobic methane oxidizing archaea (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kaneko, Yoshinori Takano, Nanako O. Ogawa and Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: Goldschmidt2015
  • 発表場所: Prague Congress Centre, Prague, Czech
  • 年月日: 2015-08-16
  • 国際学会
• [学会発表] LC-MS分析時の夾雑物の影響－F430の定量・同位体分析のために－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 金子雅紀、高野淑識、小川奈々子、大河内直彦
  • 学会等名: 第32回日本有機地球化学シンポジウム
  • 発表場所: ニューウェルシティ湯河原、静岡県熱海市
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
• [学会発表] タン生成補酵素F430の超高感度定量分析法：環境中のメタン生成および嫌気的メタン酸化ポテンシャルへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金子雅紀、高野淑識、大河内直彦、木村浩之
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2014
  • 発表場所: アクトシティ浜松コングレスセンター、静岡県浜松市
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [学会発表] Function specific compound for methanogenesis and anaerobic methane oxidation: a new approach to quantify distribution and activities (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kaneko, Yoshinori Takano, Nanako O. Ogawa, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciencces Society 11th Annual Meeting
  • 発表場所: Royton Sapporo Hotel, 北海道札幌市
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] メタン生成ポテンシャルの定量的理解を目指して (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子雅紀・高野淑識・小川奈々子・大河内直彦
  • 学会等名: 日本惑星科学連合 連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県
• [学会発表] メタン生成場と規模を測る (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子雅紀・高野淑識・小川奈々子・大河内直彦
  • 学会等名: 日本有機地球化学シンポジウム
  • 発表場所: 倉敷市芸文館、岡山県
• [学会発表] Quantification of methanogenic potential in environmental samples (2013)
  • 著者名/発表者名: Mjasanori Kaneko, Yoshinori Takano, Takeshi Watanabe, Susumu Asakawa, Seigo Shima, Nanako O. Ogawa, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Firenze Fiera Congress and Exhibition Centre, Florence, Italy
• [学会発表] メタン生成補酵素F430を用いたメタン生成場と規模の定量 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子雅紀・高野淑識・大河内直彦・浅川晋・渡邉健史
  • 学会等名: 第5回メタンハイドレート総合シンポジウム
  • 発表場所: 産業技術総合研究所, 東京都
• [学会発表] Quantitative analysis of Factor F430 as a methanogen biomarker (2013)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kaneko, Yoshinori Takano, Nanako O. Ogawa, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: IMOG
  • 発表場所: Costa Adeje, Tenerife, Spain
• [備考] 海洋研究開発機構 生物地球化学研究分野
  • URL: https://www.jamstec.go.jp/biogeochem/
• [備考] 産業技術総合研究所 地圏微生物研究グループ
  • URL: https://unit.aist.go.jp/georesenv/geomicrob/
• [備考] 生物地球化学研究分野 金子 雅紀
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/res/ress/m_kaneko/
• [備考] 金子雅紀
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/res/ress/m_kaneko/