2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24244091
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
高井 研 独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 分野長 (80359166)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 龍平 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (10447419)
山本 正浩 独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (60435849)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2015-03-31
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| Keywords | 電気合成 / 独立栄養微生物 / 深海熱水 / 微生物活動 / 電子伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究提案は、遠隔的酸化還元反応によって生じる電子を直接的なエネルギー源とする微生物、電気合成微生物によって支えられた微生物生態系の存在を明らかにすること、さらにその化学環境を明らかにすることを目的とする。これまでの研究進捗状況を踏まえて、研究最終年度には、深海熱水現場環境での電気合成微生物群集の増殖実験を行った。沖縄トラフ伊平屋北熱水フィールドの人工熱水噴出孔に電極を設置し、現場ポテンショガルバノスタットによる計測を約２週間にわたって行った。設置当初200－300ｍV程度の起電力しか生じていなかったのに対し、7日目から突如起電力が600ｍVに上昇し、以後その起電力を保持した。この600ｍVの起電力は熱水と海水との酸化還元電位差に相当し、全くエネルギーロスのない電流生成が保持されたことを意味する。7日目に見られる起電力の上昇は、海水側の陽極側に起きた変化に起因すると考えられ、約２週間の現場実験終了後の陽極には微生物フィルムが形成されていたことから、電気合成微生物群集による海水中の酸素を用いた電子合成酸化還元反応が電子伝達を触媒した可能性が考えられた。現在、陽極に形成された微生物群集の群集構造の解析を進めており、現場における電気合成微生物群集の存在と機能を明らかにできると期待される。一方これまでの研究によって、実際の深海熱水チムニーを介して電子伝達が起きていることを現場で測定・実証した例はなかった。研究最終年度には、現場電気伝導度計を開発し、チムニーの内外での電子伝達が起きていることの直接計測を行った。その結果、チムニー構造の内外で、600ｍVの電位差が生じている計測データが得られた。つまり、自然深海熱水噴出孔のチムニーにおいて電気合成微生物群集が生育可能であることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Electrochemical CO2 Reduction by Ni-containing iron sulfides: how is CO2 electrochemically reduced at bisulfide-bearing deep-sea hydrothermal precipitates?2014
Author(s)
Yamaguchi, A., Yamamoto, M., Takai, K., Ishii, T., Hashimoto, K., and Nakamura, R.
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Journal Title
Electrochimica Acta
Volume: 141
Pages: 311-318
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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