海底熱水系における分子レベルでの微生物・鉱物相互作用

海底热液系统中分子水平的微生物-矿物相互作用

基本信息

批准号：
17654101
负责人：
掛川武
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17654101/
关键词：
海底熱水微生物鉱物相互作用分子レベル金属錯体

项目摘要

鉱物と始源生物の関係は古くから問われている課題であるが、未解決である。本研究では、海底熱水活動で無機物沈殿と化学合成細菌微生物マット形成が同時に起こっている試料を採集し、そこでの微生物生態層解析を遺伝子情報および酵素活性情報から規定することを目的とした。この解析により、そこでの微生物がどの無機元素を必要とするか限定される。更に無機物、金属-有機錯体、微生物-無機物界面をナノスケール・分子レベルで観察・分析を行うことも目的とした。それによって始源的生物が鉱物をうまく活用し生息している様子を具体化してゆくことを更なる目的とした。本研究を推進するためにJAMSTEC調査船による航海申請を行った。過去に掘削を行った南部マリアナの航海を行った。外国旅費は主に海域に移動するために用いられた。先年度調査を行った既に海底に設置されている海域からはずれ更に新しい海域に調査範囲を広げた。微生物が関与してマンガンを沈殿させる様子などが観察された。東北大学に試料を持ち帰り、その後試料は環境制御型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などで観察し、様々な有機無機複合体を見いだした。これは昨年度採集された水曜海山の試料と合わせて行った。特に透過型電子顕微鏡でアモルファス鉱物中の生体必須元素の濃集形態が明らかになり、微生物との界面の観察が行われた。東北大学に新たに設置されたLC-MS/MSを用いて微生物由来金属-有機錯体(金属クラスター)を特定する分析を行った。分析条件の設定が予想外に困難であったが、当初目的にしたデータは見いだしたが、追加試験を行う必要はある。FT-IR、ラマン分光分析からも間接的にも有機金属錯体の存在がサポートされ,それらの成果は論文化の作業が進められている。

很长一段时间以来，矿物质与原始生物之间的关系一直是一个问题的问题，但它们尚未解决。这项研究旨在收集样品，其中无机沉淀和化学合成的细菌微生物垫同时在海底热液活性期间同时发生，并从遗传和酶活性信息中定义了其中的微生物生态层的分析。该分析限制了那里的微生物所需的无机元素。此外，目的是观察和分析纳米级和分子水平的无机物质，金属有机复合物以及微生物无机物质界面。这进一步旨在增强原始生物的方式充分利用矿物质并居住。为了促进这项研究，JAMSTEC研究船进行了航行应用。他乘坐以前挖掘的南部玛丽安娜（Southern Mariana）航行。外国旅行费用主要用于前往大海。调查区域已扩展到一个较新的区域，该区域偏离了去年已经安装在海床上的区域。据观察，微生物参与了锰的降水。样品被带回Tohoku大学，然后使用环境控制的电子显微镜或透射电子显微镜观察样品，以发现各种有机和无机复合物。这是与去年收集的周三Sea Mountain的样品一起完成的。特别是，透射电子显微镜揭示了无定形矿物质中生物基本元素的浓缩形式，并且观察到与微生物的界面。进行分析以使用Toohoku University新安装的LC-MS/MS鉴定微生物衍生的金属有机配合物（金属簇）。尽管分析条件的设置出乎意料地困难，但我们发现了我们最初打算的数据，但是需要进行其他测试。有机金属络合物的存在受到间接和来自FT-IR和拉曼光谱的支持，并且这些结果在文化背景下得到了处理。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Sulfur and carbon isotope analyses of 2.7 Ga stromatolites, cherts and sandstones in the Jeerinah Formation, Western Australia

西澳大利亚 Jeerinah 地层 2.7 Ga 叠层石、燧石和砂岩的硫和碳同位素分析

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Precam. Research 148
影响因子：
0
作者：
Ohmoto H.;Watanabe Y.;Yamaguchi K.;Naraoka;H.;Haruna M.;Kakegawa T.;Hayshi K.;and Kato Y.;Kakegawa T. and Nanri H
通讯作者：
Kakegawa T. and Nanri H

初期地球環境と微生物活動の痕跡

早期地球环境和微生物活动痕迹

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
遺伝 vol.20
影响因子：
0
作者：
Chiba;S.;Y. Takahashi;掛川武
通讯作者：
掛川武

Analysis of the archaeal sub-seafloor community at Suiyo Seamount on the Izu-Bonin Arc

DOI：
10.1016/j.asr.2005.04.111
发表时间：
2005-01-01
期刊：
SPACE LIFE SCIENCES: CLOSED ECOLOGICAL SYSTEMS: EARTH AND SPACE APPLICATIONS
影响因子：
0
作者：
Hara, K;Kakegawa, T;Yamagishi, A
通讯作者：
Yamagishi, A

Pressure effects on the abiotic polymerization of glycine