Unseen deep biosphere: organic molecules in anoxic primitive prokaryotic cell.

看不见的深层生物圈：缺氧原始原核细胞中的有机分子。

• 批准号: 20H02019
• 负责人: 高野 淑識
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-20H02019/
• 关键词: -; ロキアーキオータ; アーキア; 共通祖先; 軽元素標識法; 系統樹の分岐点; 細胞様式; 分子レベル解析; アーキア（古細菌）; 地下生命圏; 無酸素環境; クロマトグラフィー; 高分解能質量分析法; 深部地下帯水層; 深部流体; 始原的なメタン生成アーキア; 補酵素F430; カーボンサイクル

真核生物の起源の最有力候補としてロキアーキオータと呼ばれるアーキア（古細菌）が大きな注目を集めている。理由は、「アーキアとユーカリア（真核生物）の共通祖先」とされるためである。今年度の研究では、標識法を応用した室内実験での生化学的な検証と共に、その系統群の生物地理区の特性把握のために、いくつかのフィールド調査を併せて行った。とくに、北米プレートとユーラシアプレートの境界に位置する糸魚川―静岡構造線上に位置する断層湖（諏訪湖）は、「地質学的なホットスポット」であり、厳冬期に不凍のビッグホールを形成し、湖氷の不均質性の出現にも影響を与えている。しかしながら、これらのガスの主成分や起源、表層水圏に放出された後の動態を含め、物質循環に関する全体像については、ほとんど不明であったので、ガス流体に含まれる分子種に着目し、精密な分子レベル安定炭素同位体比・放射性炭素同位体比の解析を行い、深部炭素を起源とするメタンが主体であることを明らかにした（ACS Earth and Space Chemistry誌、2022年 6月15日 公開）。ACS Earth and Space Chemistry誌の審査では、トップ5％の上位スコアの評価を受け、同号の表紙に採用された。これにより「地質学的ホットスポット」である表層水圏の炭素循環の全体像の理解が期待される。また、深部由来のメタンが湧出する現象は、メタンの湧出が確認される現場環境でのメタンサイクルを解き明かすためのモデルケースとしても期待されている。本研究では、定点観測を行われているスカイシープロジェクト（Sky Sea Project: SSP）および八剱（やつるぎ）神社 宮司グループから、ご協力頂いた。［注釈］Covid-19の影響でフィールド調査（越県および入域の制約）および室内実験（化学分析・質量分析など）の予定変更を余儀なくされたため、一部の研究成果について、2021-2022年の間で連続的な調査研究を行っています。

古细菌（古细菌），被称为lochiarchiota，引起了很多关注，作为真核生物起源的最有可能的候选人。原因是据说它是“考古和真核生物）的共同祖先”。今年的研究包括使用标签方法进行实验室实验中的生化验证，以及几项现场调查，以帮助确定系统发育群体的生物地理区域的特征。特别是，位于北美板块和欧亚板块之间边界的Itoigawa-Shizuoka构造线上的断层湖（Suwa湖）是一个“地点热点”，在恶劣的冬季形成了防冻大孔，影响了冰冰异质性的外观。 However, the overall picture of material circulation, including the main components and origin of these gases, and the dynamics after they were released into the surface aquatic sphere, was largely unknown, so we focused on the molecular species contained in gas fluids and analyzed precise molecular level stable carbon isotope ratios and radiocarbon isotope ratios, revealing that methane originating from deep carbon is the main component (Published June 15, 2022）。 ACS Earth and Space Chemistry杂志评估了前5％的最高分数，并被选为同一问题的封面。预计这将在表面水生球中对碳循环的总体了解，这是“地质热点”。此外，预计从深层区域的甲烷现象是在确认甲烷的现场环境中阐明甲烷循环的模型案例。这项研究得到了正在进行定点观察的Sky Sea Project（SSP）和Yatsurugi神社酋长小组的支持。 [注意]由于COVID-19的影响，现场调查的时间表（ETSU县和入境限制）和室内实验（化学分析，质量分析等）发生了变化，并且在2021年至2022年之间连续执行了一些研究结果。

项目成果

【招待講演】プロービングケミストリー：海底下にいる「地球最古の代謝を現存する生命」を化学で観る。

[邀请讲座]探索化学：对海底下“地球上现存最古老的代谢生命”的化学观察。

• 发表时间: 2020
• 作者: 内田晃一,山田格,森西洋平;高野 淑識
• 通讯作者: 高野 淑識

「科学の花を見るときは」

“当你看到科学之花时”

• 发表时间: 2022
• 作者: Silpa;A. S.;Satish-Kumar;M.;& Takahashi;T.;高野 淑識
• 通讯作者: 高野 淑識

プレート境界の断層湖で湧出する地下深部ガスの分子種特定と物質循環

板块边界断层湖涌出地下深层气体分子种类及物质循环识别

Extraterrestrial hexamethylenetetramine in meteorites-a precursor of prebiotic chemistry in the inner solar system.

• DOI: 10.1038/s41467-020-20038-x
• 发表时间: 2020-12-07
• 期刊: Nature communications
• 影响因子: 16.6
• 作者: Oba Y;Takano Y;Naraoka H;Furukawa Y;Glavin DP;Dworkin JP;Tachibana S
• 通讯作者: Tachibana S

Detection of planktonic coenzyme factor 430 in a freshwater lake: small-scale analysis for probing archaeal methanogenesis

• DOI: 10.1186/s40645-021-00450-7
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: Progress in Earth and Planetary Science
• 影响因子: 3.9
• 作者: Atsushi Urai;M. Matsushita;Ho-Dong Park;H. Imachi;Miyuki Ogawara;H. Iwata;M. Kaneko;N. Ogawa;N. Ohkouchi;Y. Takano