同位体地球化学と微生物学の結合による熱水系の窒素動態解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540499
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 西澤 学 独立行政法人海洋研究開発機構, システム地球ラボ, 研究員 (60447539)
• 研究分担者: 高井 研 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, プログラムディレクタ (80359166)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 生物地球化学 / 熱水域 / 窒素動態 / 微生物 / 同位体 / 環境遺伝子

研究概要

本研究では、アンモニアに富む熱水帯とアンモニアに乏しい熱水帯での窒素動態に関する新知見を得た。アンモニアに富む熱水帯では好熱古細菌のアンモニア酸化代謝を起点とした一連の窒素異化代謝が、熱水生態系のエネルギー獲得機構として重要であることを初めて定量的に示した。アンモニアに乏しい海底下熱水帯では超好熱メタン菌による窒素固定が生物生産を規定する鍵反応である可能性が高いことを初めて示した。

研究成果

• [雑誌論文] Nitrification-driven forms of nitrogen metabolism in microbial mat communities thriving along an ammonium-enriched subsurface geothermal stream (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, M., Koba, K., Makabe, A., Yoshida, N., Kaneko, M., Hirao, S., Ishibashi, J., Yamanaka, T., Shibuya, T., Kikuchi, T., Hirai, M., Miyazaki, J., Nunoura, T., Takai, K
  • 雑誌名: Geochim. Cosmochim. Acta 巻: 113 ページ: 152-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular biological and isotopic biogeochemical prognoses of the nitrification-driven dynamic microbial nitrogen cycle in hadopelagic sediments (2013)
  • 著者名/発表者名: Nunoura, T., Nishizawa, M., Kikuchi, T., Tsubouchi, T., Hirai, M., Koide, O., Miyazaki, J., Hirayama, H., Koba, K., Takai, K
  • 雑誌名: Environmental Microbiology
  • DOI: doi:10.1111/1462-2920.12152.
  • 査読あり
• [雑誌論文] IODP Expedition 331: Strong and Expansive Subseafloor Hydrothermal Activities in the Okinawa Trough (2012)
  • 著者名/発表者名: Takai, K., Mottl, M. J., Nielsen, S.H.H
  • 雑誌名: Scientific Drilling 巻: 13 ページ: 19-27
  • DOI: doi:10.2204/iodp.sd.13.03.2011.
• [雑誌論文] Carbon and nitrogen assimilation in deep subseafloor microbial cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Morono, Y., Terada, T., Nishizawa, M., Ito, M., Hillion, F., Takahata, N., Sano, Y., Inagaki, F
  • 雑誌名: Proc. National Aca. Sci. USA 巻: 108 ページ: 18295-18300
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated Ocean Drilling Program Expedition 331 Preliminary Report (2010)
  • 著者名/発表者名: Expedition 331 Scientists
  • 雑誌名: Deep Hot Biosphere
  • DOI: doi:10.2204/iodp.pr.331.2010
  • 査読あり
• [学会発表] Compositional and isotopic properties of nitrogen in subseafloor hydrothermal environments at the Iheya North field in the mid-Okinawa Trough (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, M., Takai, K
  • 学会等名: AGU Fall meeting 2012
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-03
• [学会発表] Chemical and isotopic compositions of sulfur and nitrogen in subseafloor hydrothermal environments at the Iheya North field in the mid-Okinawa Trough (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, M., Aoyama, S., Ueno, Y., Takai, K
  • 学会等名: IODP331 2nd Post-cruise meeting
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2012-11-12
• [学会発表] 海溝堆積物における窒素動態と微生物生態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西澤学、布浦拓郎、平井美穂、真壁明子、柳川勝紀、野牧秀隆、北橋倫、木庭啓介、高井研
  • 学会等名: 第4回日韓微生物生態シンポジウム
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 超好熱メタン生成菌の窒素固定:金属要求性と窒素同位体システマティクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 西澤学、宮崎淳一、木庭啓介、高井研
  • 学会等名: 2011年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Linking nitrogen isotope systematics and microbiology in a subsurface geothermal water stream (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, M., Koba, K., Makabe, A., Yoshida, N., Hirai, M., Miyazaki, J., Nunoura, T., Takai, K
  • 学会等名: Hishikari Gold mine, Japan. Goldschmidt2011
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 年月日: 2011-08-15
• [学会発表] Isotopic effects and kinetics of nitrogen fixation by hyperthermophilic methanogen: Insight into nitrogen biogeochemistry in the contemporary and ancient hydrothermal ecosystem (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, M., Miyazaki, J., Takai, K
  • 学会等名: Astrobiology Science Conference 2010 (AbSciCon 2010)
  • 発表場所: League City, Texas, USA
  • 年月日: 2010-04-26