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本研究では、地下微生物－鉄鉱物相互作用を利用した集積・分離培養法に加え、申請者自身が近年開発した未培養微生物機能同定法「超高感度Stable Isotope Probing（SIP）」と次世代シークエンサーによる大規模遺伝子解読とを有機的に組み合わせて活用することで、地下圏炭素・エネルギー動態の中核微生物群（鉄還元とカップリングする嫌気的メタン酸化菌と嫌気的酢酸酸化菌）の種類・分布・新機能を解明する。海底地下コアの微生物菌体量の乏しさを打開するために、解析スケールや分析感度を上げるのはもちろんであるが、本研究では海底地下試料を直接解析するのではなく、第一ステップとして地下圏微生物－鉄鉱物相互作用を利用した微生物集積培養系を構築し、その中から中核微生物候補群を抽出する。2018年度の成果として、メタンまたは酢酸と結晶性酸化鉄を基質とする集積培養系のうち、結晶性酸化鉄の還元が観察された培養系の集積を継続した。また、地下微生物と鉄鉱物（結晶性酸化鉄）の電子伝達相互作用を利用した培養法により、嫌気的メタン酸化菌としてMethanosarcinales目アーキア、未培養・新門に属する新規微生物群、嫌気的酢酸酸化菌としてFirmicutes門に属する新規細菌群の高度集積系を取得した。さらに、エネルギー順位の高い電子受容体基質（溶解性鉄、硝酸、亜硝酸、硫酸）または酢酸以外の電子供与体基質（糖類）による限界希釈培養条件を用いた培地による限界希釈培養を行うことで、標的微生物の極めて集積度合い（相対存在量90-95%）を得た。さらに超高感度SIPを環境試料の適用に成功し、論文発表するとともに、地下微生物機能の高感度解析のための技術基盤を確立した。
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