methanogenesis from root organic matters in deep subsurface

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深部地下圏における生物的メタン生成は 1) 複雑な高分子堆積有機物が熱化学反応などによって溶解性有機物に変換される反応、2) 発酵微生物群がこれらを分解し、メタン生成菌ための主要基質を生成する反応 3) メタン生成菌によるメタン産生、から成り立っていると考えられるが、介在する有機物ならびに微生物を含めプロセスの全容は明らかになっていない。本提案では、深部陸域地下圏に広がる微生物生存圏とそれを支える有機物群を俯瞰的かつ精細に捉えることによって生物起源メタンの成因解明を目指している。本年度は、深部地下圏における代表的な根源有機物である原油成分について、地下を模擬した高温高圧培養により、その分解を捉えるとともに、安価な栄養剤により原油分解メタン生成を促進できること、とりわけC16以上の長鎖アルカンが分解されメタンに転換されていることを明らかにし、著名な国際誌に論文を発表した。さらに長鎖アルカン分解メタン生成促進に関与する微生物叢の解析を進めた。また別の地下根源有機物であるメトキシ芳香族化合物の分解を担う微生物については、昨年度までに純粋分離に成功したFirmicutes門の新目Koleobacterales目細菌の完全長ゲノムを解読し、メタン生成菌との共生下でのみメトキシ芳香族化合物の分解する代謝メカニズムの一端を明らかにした。また集積培養に成功しているActinobacteria門の目もしくは科レベルで新規な地下バクテリアについても解析を進め、本細菌もまた、メタン生成菌との共生下でメトキシ芳香族化合物を分解している可能性が示唆されるなど、成果を挙げた。さらに、メトキシ芳香族資化性メタン生成菌について、同アーキアがバクテリアタイプのメチルトランスフェラーゼを用いて脱メトキシ化を行うことを明らかにし、Nature姉妹誌 The ISME Jに発表するなど成果を挙げた。