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2017 年度 実績報告書

数百万年にわたる海底下微生物の進化動態を追う

研究課題

研究課題/領域番号 17H03956
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

星野 辰彦  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 主任研究員 (30386619)

研究分担者 浦本 豪一郎  高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任助教 (70612901)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード微生物 / 海底下 / 次世代シーケンサー / 進化 / 堆積物
研究実績の概要

国際深海科学掘削計画(IODP)による航海をはじめとした科学掘削航海により採取された海底下堆積物から抽出したDNAサンプルから、バクテリアおよびアーキアをターゲットとしたプライマーセットを用いて16S rRNA遺伝子を増幅し、次世代シーケンサーによりシーケンシングを行なった。得られたシーケンスライブラリを用いて、堆積物に生息する微生物群衆構造の比較解析を行うとともに堆積物深度や間隙水の化学組成などの物理・化学メタデータとの相関も合わせて解析し、海底下堆積物中の微生物群衆構造を規定する因子について考察した。海底下の微生物群衆構造は、沿岸部と外洋部において大きく異なることがわかった。この差異は、海洋表層の一時生産量や海底面への有機物供給フラックスあるいは堆積物中の酸化還元状態の違いにより生み出されていると思われるが、より詳細な解析が必要である。また、海底表層付近と海底下深部の堆積物の微生物群衆構造の比較解析により、海底表層の堆積物で優占化している微生物種のいくつかが深部に渡っても普遍的に存在していることがわかった。また、海底下堆積物から抽出されたDNAは微量であるため、それらの微量DNAからメタゲノム解析を行うためのプロトコルの解析に着手し、現在実験条件を詰める作業を行なっている。
平成30年度以降のメタゲノム解析では、今年度に見出された深度に関わらず普遍的に存在する微生物種をターゲットに解析を行うことにより、海底下深部生命の進化・適応プロセスについて明らかにしていきたい。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画通り海底下堆積物中の微生物群衆構造を網羅的に解析し、平成30年度以降の研究に資するデータを得ることができている。

今後の研究の推進方策

今後は、まず堆積物から得られた微量DNAからのメタゲノム解析プロトコルを確立を行う。引き続いて、平成29年度に得られた微生物群衆構造データに基づき、研究対象とする堆積物を絞りメタゲノム解析を実施する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Methyl-compound use and slow growth characterize microbial life in 2-km-deep subseafloor coal and shale beds2017

    • 著者名/発表者名
      Trembath-Reichert Elizabeth、Morono Yuki、Ijiri Akira、Hoshino Tatsuhiko、Dawson Katherine S.、Inagaki Fumio、Orphan Victoria J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 114 ページ: E9206~E9215

    • DOI

      10.1073/pnas.1707525114

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Atribacteria from the Subseafloor Sedimentary Biosphere Disperse to the Hydrosphere through Submarine Mud Volcanoes2017

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Tatsuhiko、Toki Tomohiro、Ijiri Akira、Morono Yuki、Machiyama Hideaki、Ashi Juichiro、Okamura Kei、Inagaki Fumio
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 8 ページ: e1135

    • DOI

      10.3389/fmicb.2017.01135

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The global survey of subseafloor sedimentary microbiomes2017

    • 著者名/発表者名
      TATSUHIKO HOSHINO, HIDEYUKI DOI, LARS WORMER, YUKI MORONO, STEVEN D’HONDT, KAI-UWE HINRICHS, FUMIO INAGAKI
    • 学会等名
      Goldschmidt 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Global microbial diversity in subseafloor sediment2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Hoshino, Hideyuki Doi, Lars Wormer, Yuki Morono, Kai-Uwe Hinrichs, Fumio Inagaki
    • 学会等名
      The international society for subsurface microbiology 2017 conference
    • 国際学会
  • [学会発表] The deep biosphere in Bengal Fan sediments (IODP Exp. 354)2017

    • 著者名/発表者名
      R.R. ADHIKARI, V.B. HEUER, M. ELVERT, T. HOSHINO, F. INAGAKI, J. KALLMEYER, A. KITTE, L. WOERMER, K.-U. HINRICHS
    • 学会等名
      Goldschmidt2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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