マグマ熱水系による地下生物圏への低分子有機化合物への供給に関する実験的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14340160
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 砂村 倫成 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (90360867)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荻原 成騎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (50214044) ; 松本 良 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40011762) ; 浦辺 徹郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50107687) ; 難波 謙二 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (70242162)
• Keywords: 熱水反応 / 微生物 / 低分子有機化合物 / 高温高圧

Research Abstract

本研究の目的は、地下圏における化学合成もしくは従属栄養性微生物のエネルギー源となる物質、特に低分子有機化合物、の生成要因を調べることにある。実際の地下圏における低分子有機化合物の生成要因として、水-岩石の熱水反応、熱水循環に伴う海水や周辺地下圏から混入する有機物や微生物細胞の分解が考えられる。そこで、本年度は、サンプリング過程に関する装置の改良を加え、低分子有機化合物および微生物細胞の測定手法を検討し、微生物細胞の分解過程に関する予備的な実験を行った。
昨年度新規に作成した熱水合成装置は、従来のものに比べ、より多くの試料を得ることが可能となっているが、高温高圧の反応容器から、ガス成分や微生物細胞の計時的サンプリングを行うにあたり、急激な圧力変化や温度変化を伴うため、微生物細胞の破壊を伴う可能性が高く、またガス成分の保持が難しい。このようなサンプリングを正確に行うため、自由に圧力をコントロールできるサンプリングチャンバーを開発し、熱水合成装置に組み込んだ。
次に、微生物細胞の測定手法として、電子顕微鏡観察、DAPI、SYBR Green IIの核酸染色試薬を用いた蛍光顕微鏡観察手法について検討を行った。これらの手法により、微生物細胞の形態およびDNA分子の検出を行うことが可能となった。
さらに、一連の熱水合成装置により、大腸菌K-12株(NBRC3301株)を用いて、300℃における微生物の分解過程に関する予備的な実験を行った。微生物細胞は反応開始後少なくとも4時間まではその形態を保っているが、DNAなどは分解されていき、12時間経過後には、形態もほぼ完全に消滅することが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Michinari Sunamura, Takashi Tsuji, Ryuichiro Kurane., Akihiko Maruyama: "Spectral imaging detection and counting of microbial cells in marine sediment"Journal of Microbiological Methods. 53. 57-65 (2003)
• [Publications] Michinari Sunamura, Yosuke Higashi, Chiwaka Miyako, Junichiro Ishibashi, Akihiko Maruyama: "Two Bacteria phylotypes predominant the Suiyo Seamount hydrothermal plume"Applied and Environmental Microbiology. 70. 1190-1198 (2004)
• [Publications] 砂村 倫成, 丸山 明彦: "顕微鏡による海洋微生物群集解析"月刊海洋 海洋微生物-I. 35. 40-45 (2003)