2018 年度実績報告書

地球で最も軽い「アミノ酸」の有機地球化学：40年来の海底下メタン酸化の謎の解明

研究課題

研究課題/領域番号	16H04083
研究機関	国立研究開発法人海洋研究開発機構
研究代表者	高野淑識国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学プログラム), プログラム長代理 (80399815)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード	海底下の微生物 / 長期間の培養実験 / 炭素サイクル
研究実績の概要	長期間の培養実験の時系列解析化学分析において、予期を超えた新しい微生物の単離培養が期待されると判明した。新しい微生物の単離を１年延長した。海底下の微生物は長期での培養実験が必要になる具体的事例があり、培養実験による経時変化を追跡調査することで当初の予測を上回る成果が期待された。それらを踏まえ、共同研究者の井町博士らと実験結果を公表したところ、Science誌が選ぶ2019年ブレークスルー・オブ・ザ・イヤー(=2019年における最も革新的であった科学ニュース10件) の1つに選ばれた。その後、正式にNature誌に発表し、同時にプレスリリースを行った（Imachi et al., 2020）。地下深部のメタンサイクルを解明する目的で、付加体セッティングの地下深部流体のメタン生成ポテンシャルの定量化の基礎調査を行った。研究成果を国内外の学会で発表できるまで到達した。当該調査研究の一環として、研究指導していた技術スタッフは、JpGU Meeting 2019 優秀発表賞（国際セッション）を受賞した（Urai, A., Takano, Y., Ohkouchi, N.:「Dynamisms and characteristics of dissolved organic matter (DOM) in deep aquifer: A scope for deep biosphere」）。良好な予察が得られているため、民間会社（１社）および大学（１機関）と共同研究契約書の締結を行い、現在も調査研究を継続している。今後、原著論文として成果をまとめる予定である。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 1: 当初の計画以上に進展している理由当初の計画以上に進展している。共同研究で行った研究成果（担当：代謝マップの分子レベル追跡）は、Science誌が選ぶ2019年ブレークスルー・オブ・ザ・イヤー(=2019年における最も革新的であった科学ニュース10件) の1つに選ばれた。News and Viewsの記事が多数掲載された。産業界・学術界との技術・知識基盤の連携を図るために、海成の付加体堆積相の地下深部から産生される高品位のメタンガス（純度>99%）の調査を行い、深部リザーバー流体内に棲息する原核生物群集組成を明らかにし、メタン生成アーキアの定量的菌数密度の評価に成功した。
今後の研究の推進方策	これまでの研究を発展させる目的で、以下の研究機関（候補）のうち、数機関とカルチャー試料に関する相互協力を図る予定である。JCM: Japan Collection of Microorganisms, NBRC：Biological Resource Center, NITE, MAFF: Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, DSMZ：German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH, ATCC：American Type Culture Collection, BCCM-LMG: Belgian Coordinated Collections of Microorganisms (BCCM)/Laboratory of Microbiology Univ. Gent (LMG), CBS-KNAW：Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)/the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences (KNAW) , KCTC：Korean Collection for Type Cultures. 海成の付加体堆積相の地下深部から産生される高品位のメタンガスについては、民間会社（１社）および大学（１機関）と共同研究契約書を継続し、調査研究を引き続き行い、産・学・官の技術・知識基盤の連携を図る予定である。