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2021 年度 実績報告書

高圧培養実験と天然堆積物試料の解析から迫る海底下高圧環境の炭素循環

研究課題

研究課題/領域番号 21J01196
配分区分補助金
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

森 郁晃  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2024-03-31
キーワード海底下生命圏 / 極限環境 / 炭素循環 / 生命生息限界
研究実績の概要

本研究は海底下炭素循環における微生物の役割解明を目標とし、バイオリアクターを用いた高温高圧条件下での培養実験によって、海底下高温高圧環境中の微生物の活性条件・代謝速度の測定を試みる。本年度は、バイオリアクターの性能検証および圧力変化に対する微生物細胞の増殖効率の変動検証を目的として、嫌気性超好熱菌2株(Archaeoglobus profundus とPyrococcus horikoshii)の培養実験を行った。バイオリアクター内部の培養容器は外部のバルブと接続しており、内部の圧力を保ったまま培養液をバルブから採取することが可能である。そこで高温高圧条件を維持した状態での時系列モニタリングを、上記2株を対象として実施した。P.Horikoshi とA. profundus共に高温高圧条件に設定したバイオリアクター内で、増殖することが確認された。A. profundus については、水素が枯渇したタイミングで水素ガスを溶かした培地を追加することで、再増殖することが確認され、本リアクターを用いることで長期間の連続培養が可能であることが示された。また、常圧条件での培養に比べ、対数的増殖が開始するまでに要する時間が長期化することが示された。

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

高圧培養について、バイオリアクターを用いて純粋菌株における長期的な培養実験に成功している。今後、掘削試料を用いた高温高圧培養実験についても、実施可能な状況の準備が完成しつつある。

今後の研究の推進方策

新規バイオリアクターについて嫌気環境を維持しつつ、長期的な高温高圧培養を実施可能であることが実証できた。さらに掘削試料などの固形の環境試料についても培養可能であることを実証し、堆積物試料の培養する段階に移行する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Simple In-liquid Staining of Microbial Cells for Flow Cytometry Quantification of the Microbial Population in Marine Subseafloor Sediments2021

    • 著者名/発表者名
      Mori Fumiaki、Nishimura Tomoya、Wakamatsu Taisuke、Terada Takeshi、Morono Yuki
    • 雑誌名

      Microbes and Environments

      巻: 36 ページ: -

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME21031

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential oxygen consumption and community composition of sediment bacteria in a seasonally hypoxic enclosed bay2021

    • 著者名/発表者名
      Mori Fumiaki、Umezawa Yu、Kondo Ryuji、Nishihara Gregory N.、Wada Minoru
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.7717/peerj.11836

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 簡易的染色手法とフローサイトメトリーによる海底下微生物の細胞カウント手法2021

    • 著者名/発表者名
      森 郁晃 西村 知泰, 若松 泰介, 寺田 武志, 諸野 祐樹
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
  • [学会発表] 高温・高圧バイオリアクターを用いた好熱好圧性微生物の培養モニタリング2021

    • 著者名/発表者名
      森 郁晃, 勝木 希, 井尻 暁, 諸野 祐樹
    • 学会等名
      第22回極限環境生物学会

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公開日: 2023-12-25  

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