2005 Fiscal Year Annual Research Report
深海底熱水活動域における微生物活動:物質循環系の解明と地球環境修復への展開
Project/Area Number |
05J07927
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Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
Principal Investigator |
中川 聡 独立行政法人海洋研究開発機構, 極限環境生物圏研究センター, 研究員
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Keywords | 熱水孔環境 / 化学合成独立栄養細菌 / 極限環境 / epsilon-Proteobacteria / Aquificales / CO_2固定 / 水素酸化 / 硝酸還元 |
Research Abstract |
深海底熱水孔環境は、地球の内部エネルギーにより支えられた特殊かつ大規模な生物圏である。本研究は深海底熱水環境、海底下をはじめとする極限環境に生息する微生物資源の獲得・生理生態研究・応用開発を目的としている。 2005年度は、熱水孔環境における最重要一次生産者であるε-およびγ-ProteobacteriaとAquificales目に関して、エネルギー獲得反応(水素酸化、硝酸還元経路)と炭素固定反応(還元的TCA回路、カルビン回路)に関わる遺伝子の現場発現測定を目的に研究を進めてきた。これらの微生物は"培養困難な未知微生物"として知られてきたが、これまでの研究においてほぼ全ての未知系統群にわたる分離株を獲得し、その増殖特性や代謝特性を決定することに成功している。獲得した分離株において、エネルギー獲得反応と炭素固定反応に関わる鍵酵素の遺伝子群を同定することに成功し、現在それらの遺伝子を含む全ゲノム配列を決定するとともに、Real-Time RT-PCR法を用いて各反応鍵酵素の現場発現量を定量する系の確立を試みている。構築した実験系を世界各地の熱水孔環境サンプルに適用することで、深海底熱水孔環境における微生物一次生産活動およびそれに与える環境条件の影響を定量的に解明することが世界で初めて可能となる。この過程において、適切に処理された世界各地の熱水孔環境サンプルが必須であるため、本年度はこれまで(1)中部沖縄トラフ、(2)大西洋中央海嶺、(3)北部マリアナ海溝の各研究航海に参加し、試料を採取した。 以上の結果の一部は国際学会(3rd International Symposium on Hydrothermal Vent and Seep Biology)、国際誌(Environmental Microbiology, FEMS Microbiology Ecology, Methods in Microbiology, Applied and Environmental Microbiology, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology)や国内誌(微生物学会誌)等で報告している。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Biogeographical distribution and diversity of microbes in methane hydrate-bearing deep marine sediments on the Pacific Ocean Margin.2006
Author(s)
Inagaki, F., T.Nunoura, S.Nakagawa, A.Teske, M.Lever, A.Lauer, M.Suzuki, K.Takai, M.Delwiche, F.S.Colwell, K.H.Nealson, K.Horikoshi, S.D'Hondt, B.B.Jorgensen
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Journal Title
Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103
Pages: 2815-2820
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[Journal Article] Variability in microbial community and venting chemistry in a sediment-hosted backarc hydrothermal system : impacts of subseafloor phase-separation.2005
Author(s)
Nakagawa, S., K.Takai, F.Inagaki, H.Chiba, J.Ishibashi, S.Kataoka, H.Hirayama, T.Nunoura, K.Horikoshi, Y.Sako
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Journal Title
FEMS Microbiology Ecology 54
Pages: 141-155
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[Journal Article] Sulfurihydrogenibium yellowstonense sp.nov., an extremely thermophilic, facultatively heterotrophic, sulfur-oxidizing bacterium from Yellowstone National Park and amended descriptions of the genus Sulfurihydrogenibium, S.subterraneum, and S.azorense.2005
Author(s)
Nakagawa, S., Z.Shtaih, S.Kelly, A.Banta, T.J.Beveridge, Y.Sako, A.-L.Reysenbach
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Journal Title
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 55
Pages: 2263-2268
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[Journal Article] Enzymatic and genetic characterization of carbon and energy metabolisms from deep-sea hydrothermal chemolithoautotrophic epsilon-Proteobacteria.2005
Author(s)
Takai, K., B.J.Campbell, S.C.Cary, M.Suzuki, H.Oida, T.Nunoura, H.Hirayama, S.Nakagawa, Y.Suzuki, F.Inagaki, K.Horikoshi
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Journal Title
Applied and Environmental Microbiology 71
Pages: 7310-7320
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