地下圏内メタン生成・消費活動に関わる未知微生物群の分離培養と動態解析ツールの開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20244089
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 鎌形 洋一 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究部門長 (70356814)
• 研究分担者: 玉木 秀幸 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究員 (00421842) ; 坂田 将 独立行政法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究グループ長 (70357101) ; 吉岡 秀佳 独立行政法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究員 (30415765) ; 竹内 美緒 独立行政法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究員 (20357403) ; 鈴木 庸平 独立行政法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究員 (00359168)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 天然ガス / 油田 / 地下圏生物 / メタン菌 / メタン酸化菌 / 地球化学

研究概要

本研究では地下圏微生物群集において実体が明らかになっていないメタン生成古細菌ならびにメタン酸化微生物の動態解析を行った。その結果(1)天然ガス胚胎地下圏に優占するMethanothermobacter類縁のメタン生成古細菌を実環境濃度に近い低濃度ガス供給を基本とした共生培養法により完全純粋培養に成功した。(2)深部地下油層環境におけるメタン生成においては酢酸が重要な中間体であることを明らかにした。(3)陸地地下圏試料において顕著な嫌気的メタン酸化活性を認めた。(4)好気的メタン酸化をおこなう共生系を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] A distinct freshwater-adapted subgroup of ANME-1 dominates active archaeal communities in terrestrial subsurfaces in Japan. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, M., H.Yoshioka, Y.Seo, S.Tanabe, H.Tamaki, H.A.Takahashi, S.Igari, D.Mayumi, S.Sakata
  • 雑誌名: Environmental Microbiology in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] A six-well plate method: less laborious and effective method for cultivation of obligate anaerobic microorganisms. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., H.Tamaki, M.S.Kang, H.Mochimaru, S-T Lee, K.Nakamura, Y.Kamagata
  • 雑誌名: Microbes and Environments published on line
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for syntrophic acetate oxidation coupled to hydrogenotrophic methanogenesis in the high-temperature petroleum reservoir of Yabase oil field (Japan). (2011)
  • 著者名/発表者名: Mayumi, D., H.Mochimaru, S.Sakata, H.Maeda, Y.Miyagawa, M.Ikarashi, M.Takeuchi, Y.Kamagata
  • 雑誌名: Environmental Microbiology published on line
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research for microbial conversion of residual oil into methane in depleted oil fields to develop new EOR process. (2010)
  • 著者名/発表者名: Maeda H., Y.Miyagawa, M.Ikarashi, D.Mayumi, H.Mochimaru, H.Yoshioka, S.Sakata H.Kobayashi, K.Sato
  • 雑誌名: Proceedings of Abudabi Oil and Gas Conference and Exhibition 2010, Abudabi. OnePetro, No.138135-MS
• [雑誌論文] Cultivation of methanogens under low hydrogen conditions by using the coculture method. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., H.Imachi, Y.Sekiguchi, I-Cheng Tseng, A.Ohashi, H.Harada, Y.Kamagata
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 75 ページ: 4892-4896
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methanolobus profundi sp. nov., a new methylotrophic methanogen isolated from deep subsurface sediments in a natural gas field. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mochimaru, H, H.Tamaki, S.Hanada, H.Imachi, K.Nakamura, S.Sakata, Y.Kamagata
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiolology 58 ページ: 714-718
  • 査読あり
• [学会発表] Cultivation and large-scale community analysis of methantrophic organisms. (2011)
  • 著者名/発表者名: 鎌形洋一
  • 学会等名: Hong Kong University special lecture.
  • 発表場所: Hong Kong University
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] Anaerobic oxidation of methane in the terrestrial subsurface environment. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi M., H.Yoshioka, Y.Seo, S.Tanabe, H.Tamaki , Y.Kamagata, H.A.Takahashi, S.Igari, D.Mayumi, S.Sakata
  • 学会等名: AGU fall meeting,
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] 安定同位体トレーサー法を用いた油層内共生微生物によるメタン生成経路の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 眞弓大介・坂田将・前田治男・宮川喜洋・五十嵐雅之
  • 学会等名: 第2回メタンハイドレート総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] 深部地下油層環境における原油分解とメタン生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 持丸華子・眞弓大介・吉岡秀佳・坂田将,玉木秀幸・鎌形洋一
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会
  • 発表場所: つくば,茨城
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] :安定同位体トレーサー法を用いた油層内共生微生物によるメタン生成経路の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 眞弓大介・坂田将・前田治男・宮川喜洋・五十嵐雅之
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会
  • 発表場所: つくば,茨城
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Raman-FISHを用いた微生物共生系における炭素・窒素の移動経路の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 徐維那・竹内美緒・鎌形洋一・坂田将
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: つくば,茨城
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Syntrophy based upon interspecies H2 transfer in anaerobic digestion. (2010)
  • 著者名/発表者名: 鎌形洋一
  • 学会等名: International Symposium on Environment and Renewable Energy.
  • 発表場所: Pusan National Univ.
  • 年月日: 2010-10-25
• [学会発表] Anaerobic oxidation of methane in the terrestrial subsurface environment. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi M., H.Yoshioka, Y.Seo, S.Tanabe, H.Tamaki, Y.Kamagata, H.A.Takahashi, S.Igari, D.Mayumi, S.Sakata
  • 学会等名: 13^<th> International Symposium on Microbial Ecology.
  • 発表場所: Seatle, USA
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] Methanogenic pathway in a high-temperature petroleum reservoir assessed by stable isotope tracer and molecular biological techniques. (2010)
  • 著者名/発表者名: 眞弓大介, 坂田将, 坂田将, 宮川喜洋, 五十嵐雅之
  • 学会等名: 13^<th> International Symposium on Microbial Ecology.
  • 発表場所: Seatle, USA
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] 陸域地下圏における微生物による嫌気的メタン酸化の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹内美緒・吉岡秀佳・徐維那・田邉晋・玉木秀幸・鎌形洋一・高橋浩・猪狩俊一郎・眞弓大介・坂田将
  • 学会等名: 2010年度日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張,千葉
  • 年月日: 2010-05-25
• [図書] 難培養微生物研究の最新技術II (2010)
  • 著者名/発表者名: 鎌形洋一
  • 出版者: シーエムシー出版(分担執筆)