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2010 年度 実績報告書

海底下を支配する性状未知アーキアの特異的代謝の解明とその生物地球化学的意義

研究課題

研究課題/領域番号 22684030
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

高野 淑識  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, 研究員 (80399815)

キーワード海底下の地下生物圏 / 性状未知なdeep-sea benthic archaea / 特異な代謝 / 生物地球化学プロセス / Stable lsotope Probing法(SIP法) / Salvage pathway
研究概要

本年度は、深海底に生息しているアーキア(古細菌)が、わずかなエネルギー源を有効に活用するために発達させたと考えられる新しい代謝経路を発見した(Takano et al.,Nature Geoscience,3,858-861)[1]。深海底のアーキアはエネルギーの低い深海底において、周囲の環境中に含まれる有機物をリサイクル(=再利用する)する究極のエコ戦略によって、エネルギーをセーブしながら暮らしているという微生物生態学的な特徴を明らかにした。
「アーキア」と呼ばれる原核生物は、海洋や海底堆積物中におけるその分布や量が、従来考えられていたよりも大きいことが最近になって明らかになり(Lipp et al., Nature, 2008)、様々な分野から注目を浴びている。しかし、海洋性のアーキアは、培養が難しく、海水や海底堆積物中でどのような活動を行っているのか、またどれくらいの活性をもっているのか(どれくらいの速度で代謝しているのか)といった基本的な性状でさえも不明な点が多かった。そこで、世界で初めて海底の現場(最大405日)でアーキアを培養する新たな実験手法を応用し、精密なバイオマーカー解析により、アーキア由来膜脂質の分子内同位体比を評価した。また、アーキア(ユーリアーキオータ門、クレンアーキオータ門)の群集構造は、16SrRNAおよび定量PCRで解析した。本研究によって、従来の手法は、アーキアの活動度を過小評価しており、これまで推定されてきた活動度よりもかなり大きなアーキアの活動度が示唆される。つまり、アーキアが海底における物質循環に従来考えられていたよりも大きな役割を果たしていると推定される(日本学術振興会ニュースレターおいて、研究成果トピックスに掲載)。
[1]http://www.nature.com/ngeo/journal/v3/n12/full/ngeo983.html

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (11件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Geophysical and geochemical evidence of large scale fluid flow within shallow sediments in the eastern Gulf of Mexico, off shore Louisiana.2011

    • 著者名/発表者名
      Gay, A.
    • 雑誌名

      Geofluids

      巻: 11 ページ: 34-47

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sedimentary membrane lipids recycled by deep-sea benthic archaea.2010

    • 著者名/発表者名
      Takano, Y.
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 3 ページ: 858-861

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation and desalting with cation-exchange chromatography for compound-specific nitrogen isotope analysis of amino acids.2010

    • 著者名/発表者名
      Takano, Y.
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      巻: 24 ページ: 2317-2323

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crustal uplifting rate associated with late-Holocene glacial-isostatic rebound at Skallen and Skarvsnes, Lutzow-Holm Bay, East Antarctica : evidence of a synchrony in sedimentary and biological facies on geological setting.2010

    • 著者名/発表者名
      Takano, Y.
    • 雑誌名

      Biogeosciences Discuss

      巻: 7 ページ: 4341-4384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微量湿式分析による分子レベル同位体比の品質管理と確度向上:特に天然存在比の正確な評価とStable Isotope Probing(SIP)法の応用に向けて.2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 雑誌名

      Researches in Organic Geochemistry

      巻: 26 ページ: 81-93

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海底下の地下生物圏:過去と現世のリンクを担う生物地球化学プロセス2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 44 ページ: 185-204

    • 査読あり
  • [雑誌論文] アミノ酸の窒素同位体比を用いた水棲生物の栄養段階の解析2010

    • 著者名/発表者名
      力石嘉人
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 44 ページ: 233-241

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「有機物・微生物・生態系の地球化学」という視点2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 44 ページ: 99-101

  • [雑誌論文] 海底下に棲息する微生物の代謝をin-situ ^<13>C-tracer法で解明する2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 雑誌名

      Isotope News-利用技術-

      巻: 684 ページ: 8-13

  • [学会発表] Estimation of Trophic Level based on Nitrogen Isotopic Composition of Amino Acids2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Chikaraishi
    • 学会等名
      International Symposium on Isotope Ecology
    • 発表場所
      京都(コープイン京都)
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] 海底堆積物中に棲息する難培養性アーキアのLipidomics2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 学会等名
      日本地球化学会
    • 発表場所
      熊谷(立正大学)
    • 年月日
      2010-09-08
  • [学会発表] 南極スカルブスネス露岩地域の淡水湖・塩湖堆積物のバイオマーカー分析による古環境変動の復元2010

    • 著者名/発表者名
      竹田真佑美
    • 学会等名
      日本地球化学会
    • 発表場所
      熊谷(立正大学)
    • 年月日
      2010-09-08
  • [学会発表] 微量湿式分析による分子レベル同位体比の品質管理と確度向上:特にStable isotope probing法の応用研究に向けて2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 学会等名
      日本地球化学会
    • 発表場所
      熊谷(立正大学)
    • 年月日
      2010-09-07
  • [学会発表] 微量湿式分析による分子レベル同位体比の品質管理と確度向上2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 学会等名
      日本有機地球化学会
    • 発表場所
      長岡(JAPEX)
    • 年月日
      2010-08-05
  • [学会発表] 海洋性アーキアの膜脂質分子内炭素同位体比から読む生態学的挙動2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 学会等名
      日本有機地球化学会
    • 発表場所
      長岡(JAPEX)
    • 年月日
      2010-08-05
  • [学会発表] アミノ酸の炭素同位体比は測定できるのか?2010

    • 著者名/発表者名
      力石嘉人
    • 学会等名
      日本有機地球化学会
    • 発表場所
      長岡(JAPEX)
    • 年月日
      2010-08-05
  • [学会発表] 微生物のアミノ酸窒素同位体組成:生物地球化学研究における新手法2010

    • 著者名/発表者名
      山口保彦
    • 学会等名
      日本有機地球化学会
    • 発表場所
      長岡(JAPEX)
    • 年月日
      2010-08-05
  • [学会発表] 海底下の地下生物圏:過去と現世のリンクを担う生物地球化学プロセス2010

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張(メッセ)
    • 年月日
      2010-05-25
  • [学会発表] 微生物のアミノ酸窒素同位体組成から探る, 海底下の生物地球化学循環2010

    • 著者名/発表者名
      山口保彦
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張(メッセ)
    • 年月日
      2010-05-25
  • [学会発表] アミノ酸の窒素同位体比を用いた食性解析法について2010

    • 著者名/発表者名
      大河内直彦
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張(メッセ)
    • 年月日
      2010-05-25
  • [図書] 「地球と宇宙の化学事典」(一部の項目について執筆)

    • 著者名/発表者名
      高野淑識
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
  • [備考]

    • URL

      http://www.jamstec.go.jp/res/ress/takano/

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公開日: 2012-07-19  

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