微生物rRNAの自然レベル放射性炭素分析に基づく海洋堆積物中炭素サイクルの解明

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18310019
• 研究機関: 独立行政法人国立環境研究所
• 研究代表者: 内田 昌男 独立行政法人国立環境研究所, 化学環境研究領域, 主任研究員 (50344289)
• 研究分担者: 内海 真生 筑波大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (60323250)
• キーワード: 放射性炭素 / 微生物 / 炭素循環 / 同位体

研究概要

本研究の目的は、堆積物試料からの微生物rRNA等の有機分子レベル放射性炭素同位体比分析システムの開発である。本システムでは、大量のサンプルを必要最小限の前処理だけで、堆積物中の微生物rRNA等の有機分子について、現場に生息する微生物の炭素源に関する一次情報を短時間短時間で得ることを目的とする。平成21年度は、rRNAを変わる微生物起源分子である古細菌細胞膜脂質分子(GDGTs分子に着目し、海水試料からの大量抽出。濃縮・精製のための試料採取法、分析化学的検討などを行い、最終的にGDGTs分子の放射性炭素分析に成功した。古細菌(大きさ平均0.5-0.2μm)細胞膜由来テトラエーテル脂質(GTGTs)の放射性炭素を測定するために必要な海水量は10万-20万Lと試算される。深層海水中の古細菌を補足するため、0.2-0.5μmサイズフラクションを効率的に大量ろ過できる装置を製作した。静岡県駿河湾深層水取水供給施設(397m)において、本システムの大量ろ過試験並びに実試料のサンプリングを実施した。GDGTsは、0.2μmメンブレンフィルターで回収した。その後、タンパク質を特異的に分解する酵素を用いて古細菌細胞膜を分解し、溶媒抽出(ソックスレー抽出等)によりGDGTsを含む溶媒可溶成分を得た後、シリカゲルカラムクロマトグラフィでGDGTsを含むステロール・アルコールフラクションを分離、GDGTsをLC/MSで同定・定量を行った。GDGTs抽出に関する検討では、rRNA同位体分析への条件検討の基礎となる知見を大いに得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] An interlaboratory study of TEX86 and BIT analysis using high-performance liquid chromatography-mass spectrometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Schouten, S., Hopmans, E. C., van der Meer, J.. Mets, A., Bard, E., Bianchi, T. S., Diefendorf, A., Escala, M., Freeman, K. H., Furukawa, Y., Huguet, C., Ingalls, A., Menot-Combes, G,, Nederbragt, A. J., Oba, M., Pearson, A., Pearson, E. J., Rosell-Mele,
  • 雑誌名: Geochemistry Geophysics Geosystems ページ: 10, Q03012, doi:10.1029/2008GC002221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiocarbon-based carbon source quantification of anomalous isotopic foraminifera in last glacial sediments in the western North Pacific (2008)
  • 著者名/発表者名: Uchida, M., K. Ohkushi, K. Kimoto, F. Inagaki, T. Ishimura. U. Tsunogai, T. TuZino, Y. Shibata
  • 雑誌名: Geochem. Geophys, Geosyst ページ: 9, Q04N14, doi:10.1029/2006 GC001558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ecosystem-scale carbon isotope ratio of respired CO2 in cool-temperate deciduous forests under Asian monsoon climate (2008)
  • 著者名/発表者名: Uchida. M., M. Kondo, Y. Nojiri, H. Mukai, S. Murayama, T. Machida, H. Koizumi, N. Ogura, Y. Ambe
  • 雑誌名: J. Geophys. Res ページ: doi:10.1029/2007JG000574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of C-14/C-12 of acetaldehyde in indoor air by compound specific radiocarbon analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y., Shinohara, N., Yoshinaga, J., Uchida, M., Matsuda, A., Yoneda, M., Shibata, Y.
  • 雑誌名: tmospheric Environment 42 ページ: 1049-1056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in C-3/C-4 vegetation in the continental interior of the Central Himalayas associated with monsoonal paleocimatic changes during the last 600 kyr (2008)
  • 著者名/発表者名: Mampuku, M., Yamanaka, T., Uchida, M., Fujii, R., Maki, T., Sakai, H.
  • 雑誌名: Climate of the Past 4 ページ: 1-9
  • 査読あり
• [学会発表] 北極海における古細菌マリンクレンアーキオータに関する生物地球化学的研究-1.古細菌群集の水平・鉛直分布- (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤千恵, 内海真生, 黒木由貴子, 陳剛, 内田昌男
  • 学会等名: Blue Earth'09
  • 発表場所: 東京 立教大学
  • 年月日: 2009-03-12
• [学会発表] Photochemical extraction system for radiocarbon analysis of marine dissolved organic carbon at NIES-TERRA (2008)
  • 著者名/発表者名: Masao Uchida, Masanori Suzuki, Yukiko Kuroki, Motoo Utsumi, Yasuyuki Shibata
  • 学会等名: 11th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
  • 発表場所: University of Vienna, Austria
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] Hydrodynamic controls on the molecular-level compositions, D14C and d13C signatures of organic matter in sediments along a shelf-slope-basin transect (2008)
  • 著者名/発表者名: Uchida M.,Eglinton, Montlucn,Hayes j.m.,Coppolal. ,Gustafsson O. ,Andersson p.
  • 学会等名: Gordon research conference
  • 発表場所: Tilton School, New Hampshire USA
  • 年月日: 2008-07-28
• [学会発表] Compound-specific radiocarbon based-carbon source apportionment of carbon dioxide emitted from the Arctic soil : Implication for novel mechanism of microbial fossil carbon decomposition (2008)
  • 著者名/発表者名: 内田昌男, 内田雅己, 近藤美由紀, 中坪孝之
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 千葉 幕張メッセ
  • 年月日: 2008-05-25