研究課題
本研究提案では、遠隔的酸化還元反応によって環境中に発生する電流を積極的に利用する『環境電流生態系』(Environmental Electric Ecosystem: E3)が存在するという作業仮説を立て、E3 の存在量とメカニズムを解明することを目的としている。E3 の理想的なモデルとなる深海熱水孔環境について、現場環境および実験室内に構築した疑似環境について分析を行ない、環境電流と微生物代謝の相互関係を解明し、地球上のバイオマス生産の未知メカニズムの解明に役立てる。このための解析方法として、疑似熱水系や実際の熱水系における発電の解析、微生物相の解析、バイオマス生産の解析を挙げている。当該年度においては、実験室において疑似的な熱水-海水発電システムを作り硫化鉱物を介した電子の運搬やエネルギー源化合物の生産の能力を解析した。さらにこれらの結果を踏まえて深海熱水系に設置する環境電流電気培養システムを作成した。本システムを使用して熱水系の環境電流のモニタリングを2時間に渡って行うことができた。しかしながら、海況不良の影響によって長期設置による微生物の培養を行うことはできなかった。これまでの深海熱水系における現場電気化学解析で得られた結果を実験室における電気培養の培養条件に反映させることで、熱水系を模した電気培養を行った。ただし、実際に熱水系から電気栄養性独立栄養性微生物の単離にはいたっていない。熱水系電流のバイオマス生産代謝に与える影響を調べるために、アミノ基取り込み経路の化学反応における電流の影響の解析も行った。
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