細菌の表面粗さが制御する海洋ナノサイズ粒子付着機構の解明

阐明细菌表面粗糙度控制的海洋纳米颗粒粘附机制

• 批准号: 20K19960
• 负责人: 山田 洋輔
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2022)Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K19960/
• 关键词: 海洋細菌; ナノサイズ粒子; 表面性状; 炭素循環

細菌表面粗さとナノサイズ粒子付着との関係を詳細に解明することにより、海洋炭素循環の鍵プロセスである細菌の有機物利用・分解過程の理解を深化させることが本研究の最大の目的である。本研究では細菌表面粗さという新規パラメータに着目し、細菌によるナノサイズ粒子付着機構の解明に必要なサブテーマ１と2を設定したが、ここでは、その実績概要について、サブテーマごとに記述する。サブテーマ１:細菌表面粗さは生物の死骸や破片、他のナノサイズ粒子の付着も制御しているのか、については、本年度は単離細菌および表面修飾の異なるポリスチレン粒子をモデル粒子として使用した細菌との培養実験により、細菌やナノサイズ粒子の種類によって、細菌への付着に差があることが明らかになった。サブテーマ２:様々な海洋物理化学環境要因は細菌表面粗さに影響するのか、については、沿岸域および外洋域（海域の異なる２つの研究航海）での環境パラメータ測定および細菌サンプルの採取を行い、細菌表面粗さとの比較を行った。1000細胞以上のデータを解析し、環境要因との関係が解明された。サブテーマ１，２の一部達成により、細菌の表面粗さが海域により大きく異なり、それがナノサイズ粒子の付着に影響していることを支持するデータを得た。これらのデータをまとめ、主著として国際誌に論文を投稿し、受理された（Yamada et al. 2023）。今後はさらなる解析および付着モデルの検討などを行い、より普遍的な細菌とナノサイズ粒子付着メカニズムの解明を目指す。

Bacterial surface coarse さ と ナ ノ サ イ ズ particle pay the と の masato is detailed に を interpret す る こ と に よ り, ocean carbon cycle の key プ ロ セ ス で あ る bacteria の の, using organic matter decomposition, process understanding deepening を さ せ る こ と が the purpose of this study の の biggest で あ る. This study で は bacterial surface coarse さ と い う new rules パ ラ メ ー タ に に し, bacteria よ る ナ ノ サ イ ズ particles to pay the agency の interpret に necessary な サ ブ テ ー マ set 1 と 2 を し た が, こ こ で は, そ の be performance profile に つ い て, サ ブ テ ー マ ご と に account す る. サ ブ テ ー マ 1: bacterial surface coarse さ は biological の death skeleton や fragment, he の ナ ノ サ イ ズ particle の pay the も suppression し て い る の か, に つ い て は, this year's は 単 from bacteria お よ び surface modification の different な る ポ リ ス チ レ ン particle を モ デ ル particle と し て use し た bacteria と の training be 験 に よ り, bacteria や ナ ノ サ イ ズ particle の kinds に よ っ て Bacteria へ are responsible for に difference がある とが knowledge ら になった になった. サ ブ テ ー マ 2: others 々 な Marine physical chemical environment in は bacterial surface coarse さ に influence す る の か, に つ い て は, coastal domain お よ び WaiYang domain (waters の different な る 2 つ の study navigation) で の environment パ ラ メ ー タ determination お よ び bacteria サ ン プ ル の line take を い, bacterial surface coarse さ と の is line を っ た. For more than 1000 cells, デ デ タを タを analysis of タを, environmental factors と デ relationship が explanation of された. サ ブ テ ー マ 1, 2 の a reach に よ り, bacteria の surface coarse さ が waters に よ り big き く different な り, そ れ が ナ ノ サ イ ズ particle の pay the influence に し て い る こ と を support す る デ ー タ を た. こ れ ら の デ ー タ を ま と め, ZhuZhu と し て international volunteers contribute を し に paper, accepts the さ れ た (Yamada et al. 2023). Future は さ ら な る parsing お よ び pay the モ デ ル の beg な 検 ど を い, よ り common な bacteria と ナ ノ サ イ ズ particle pay the メ カ ニ ズ ム の interpret を refers す.

项目成果

海洋細菌の表面性状がナノサイズ粒子の付着へ及ぼす影響

海洋细菌表面特性对纳米颗粒粘附的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: Komuro;Y.;Nakazawa;F.;Nagatsuka;N.;Hirabayashi;M.;Shigeyama;W.;Matoba;S.;Homma;T.;and Goto-Azuma;K.;山田 洋輔・Nirav Patel・Farooq Azam・御手洗 哲司
• 通讯作者: 山田 洋輔・Nirav Patel・Farooq Azam・御手洗 哲司

Geographic Variation of Particle Size Distribution in the Kuroshio Region: Possible Causes in the Upper Water Column

• DOI: 10.3389/fmars.2021.768766
• 发表时间: 2021-11
• 作者: Yosuke Yamada;H. Fukuda;Y. Umezawa;T. Nagata

Bacterial surface roughness regulates nanoparticle scavenging in seawater

细菌表面粗糙度调节海水中纳米颗粒的清除

• DOI: 10.1002/lno.12309
• 发表时间: 2023
• 期刊: Limnology and Oceanography
• 影响因子: 4.5
• 作者: Yamada Yosuke;Patel Nirav;Fukuda Hideki;Nagata Toshi;Mitarai Satoshi;Azam Farooq
• 通讯作者: Azam Farooq

海洋細菌の表面性状とナノサイズ粒子付着の関係解明

阐明海洋细菌的表面特性与纳米粒子粘附之间的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: 山田洋輔;望月俊昭;Nirav Patel;Farooq Azam;御手洗哲司
• 通讯作者: 御手洗哲司

沈降性および懸濁性海洋粒子に特徴的な原核生物群集組成の海域間比較

沉积物和悬浮海洋颗粒原核群落组成特征的区域间比较

• 发表时间: 2022
• 作者: 海老原諒子;福田秀樹;山田洋輔;横川太一;永田俊
• 通讯作者: 永田俊