2018 年度研究成果報告書

高感度同位体追跡と分離培養で拓く地下圏炭素・エネルギー動態の基軸をなす新生物機能

研究課題

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研究課題/領域番号	16H05886
研究種目	若手研究(A)
配分区分	補助金
研究分野	環境動態解析
研究機関	国立研究開発法人産業技術総合研究所
研究代表者	堀知行国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20509533)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	環境分析 / 深海環境 / 地球化学 / 環境 / 微生物
研究成果の概要	研究では、深度の異なる15の海底コア堆積物試料を微生物接種源に用い、結晶性酸化鉄とメタンまたは酢酸を基質とした長期間集積培養を行った。その集積過程を次世代シークエンサーにより網羅的に明らかにするとともに、エネルギー順位の高い溶解性鉄やその他電子受容体基質を用いた二段目培養を適用することで、ナノマグネタイト蓄積が観察された深度付近からFirmicutes門に属する2種の鉄還元菌の分離培養に成功した。このことは、海底下深部の炭素循環に結晶性酸化鉄還元微生物が密接に関与していることを強く示唆するものである。
自由記述の分野	環境微生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究で標的とする炭素化合物「メタンおよび酢酸」と地球第４位の構成元素「鉄」は地球上最大の根源物質であるため、その代謝に関わる未知微生物群の実体解明は、地下圏の生命活動全体を紐解くことに直結する。陸域土壌からよく検出されるDeltaproteobacteria綱に属する鉄還元・酢酸酸化菌が地下深部からは取得されなかったことから、海底下では陸上圏とは異なる結晶性酸化鉄の還元機構が存在していることが強く示唆された。