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【地球深部】海底下2キロメートルの石炭層に倍加時間が数百年以上の微生物群を発見 海底炭化水素資源の形成プロセスに関与/JAMSTEC


2017/10/10 23:14

海底下2キロメートルの石炭層に倍加時間が数百年以上の微生物群を発見
〜メチル化合物を食べながら海底炭化水素資源の形成プロセスに関与〜

1.概要
国立研究開発法人海洋研究開発機構(理事長 平 朝彦)高知コア研究所地球深部生命研究グループの諸野 祐樹 主任研究員、井尻 暁 主任研究員、星野 辰彦 主任研究員及び稲垣 史生 上席研究員は、米国カリフォルニア工科大学と共同で、地球深部探査船「ちきゅう」を用いた統合国際深海掘削計画(IODP、※1)第337次研究航海「下北八戸沖石炭層生命圏掘削調査」により、青森県八戸市の沖合約80kmの地点から採取された海底下約1.6 kmの泥岩層(頁岩、※2)と約2.0 kmの石炭層(褐炭、※3)に生息する地下微生物の代謝活性を、超高分解能二次イオン質量分析器(NanoSIMS、※4)等を用いて分析しました。その結果、泥岩層や石炭層に含まれる成分であるメチル化合物を代謝し、メタンや二酸化炭素を排出する地下微生物生態系の機能が確認され、それらの微生物細胞の倍加時間が、少なくとも数十年から数百年以上であることを明らかにしました。

これらの研究成果は、大陸沿岸の有機物に富む海底堆積物に生息する地下微生物群が、地層中に含まれる有機成分を持続的に分解し、地質学的時間スケールと空間規模で、石炭の熟成や天然ガス(メタン)の生成といった炭化水素資源の形成プロセスに重要な役割を果たしていることを示唆しています。

本研究は、独立行政法人日本学術振興会(JSPS)による最先端・次世代研究開発支援プログラム(GR102)及び科学研究費助成事業(JP26251041、JP15K14907、JP24687004、JP15H05608、JP24651018、JP26650169、JP16K14817)、アメリカ航空宇宙局(NASA)アストロバイオロジー(Life Underground: NNA13AA92A)、アメリカ国立科学財団(NSF)C-DEBI、米国アルフレッド・スローン財団Deep Carbon Observatory(DCO)、米国ゴードン・ベティームーア財団(GBMF3780)の助成を受けて実施されたものです。

本成果は、米国科学アカデミー紀要(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)(電子版)に10月4日付け(日本時間)で掲載される予定です。

タイトル: Methyl-compound use and slow growth characterize microbial life in 2 km-deep subseafloor coal and shale beds
著者: Elizabeth Trembath-Reichert1、諸野祐樹2,3、井尻暁2,3、星野辰彦2,3、Katherine S. Dowson1, 稲垣史生2,3,4、Victoria J. Orphan1
所属:1. カリフォルニア工科大学(米国)、2. 海洋研究開発機構 高知コア研究所 地球深部生命研究グループ、3. 海洋研究開発機構 海底資源研究開発センター 地球生命工学研究グループ、4. 海洋研究開発機構 海洋掘削科学研究開発センター
--- 引用ここまで 全文は引用元参照 ---

▽引用元:海洋研究開発機構 2017年 10月 4日
www.jamstec.go.jp

図1.地球深部探査船「ちきゅう」のライザー掘削による統合国際深海掘削計画(IODP)第337次研究航海で、青森県八戸市の沖合約80 kmの海底(水深1,180 m)から採取された海底下2,466 mまでのコアサンプルの特徴(地層ユニット、形成年代、堆積環境や現場温度)を示す模式図。
http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20171004/img/image001.jpg
図2.「ちきゅう」船上にてガラス瓶に嫌気(無酸素)条件下で封入された泥岩層や石炭層のサンプル(写真上)。これらに各種安定同位体で標識された基質を添加し、37°Cまたは45°Cで30ヶ月間放置し、地層中の微生物の代謝活性を分析した。 全ての地層サンプル中に比較的小さなサイズの微生物細胞を検出した(写真左下:走査型電子顕微鏡写真、写真右下:細胞に含まれるDNAを緑色の蛍光色素で染色した微生物の蛍光顕微鏡写真)。1マイクロメートル(μm)は1ミリメートル(mm)の1/1000。
http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20171004/img/image002.jpg

*ご依頼いただきました。

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