Ｘ線顕微鏡を用いた微生物と微量元素の相互作用解析に基づく新規バイオマーカーの開発

使用 X 射线显微镜对微生物和微量元素的相互作用进行分析，开发新的生物标志物

• 批准号: 15J06471
• 负责人: 菅 大暉
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06471/
• 关键词: 微生物起源鉄酸化物（BIOS); 走査型透過X線顕微鏡（STXM）; 希土類元素（REEs）; Iron hydroxides; 隕石中有機物分析; Biomarker; Adsorption; Budo pond; 走査型透過X線顕微鏡（STXM ）; adsorption; X線吸収微細構造（XAFS）; 微生物起源鉄酸化物（BIOS）

本研究では，経年や変成に強い無機物質（希土類元素：REEs）をバイオマーカーとして利用する手法の確立を最終目標としている。今年度は，STXMによる天然BIOS中での微生物代謝に関連した鉄化学種変化の直接観測した結果を論文として出版することと，派生テーマとして進めている隕石中の有機物分析結果を論文としてまとめ，出版を目指すことを目標として研究を実施した。実施項目とその達成状況は以下の通りである。(i) STXMへの蛍光検出器の設置 ⇒ 未達成，装置環境に難あり。(ii) μ-XRF-XAFS・同位体顕微鏡(NanoSIMS)によるREEsの可視化 ⇒ 未達成，μ-XRF-XAFSは実施したが可視化できず，NanoSIMS分析は隕石試料分析を優先した。(iii) STXMによる天然BIOS中での微生物代謝に関連した鉄化学種変化の直接観測結果をまとめた論文の出版 ⇒ 達成，国際誌Microbes and Environments にて出版，多くの反響を頂き，いくつかの学会やセミナーにも招待頂き発表する機会を得た。(iv) STXMによる隕石中有機物のその場分析 ⇒ 実施中，炭素質コンドライトの分析結果は既に執筆が終わり，Nature等のハイランクジャーナルに投稿しリジェクトされたが，現在再投稿に向けて着々と原稿を再構成している。一方，火星起源隕石中の有機物分析の結果は現在論文にまとめている。概要として，「有機物は水質変成を受けたことを示す官能基組成を持っており，それを支持するように，水の存在下で生成する二次鉱物（ハライトや粘土鉱物）と共存している」という結果を得た。加えて，「この有機物の持つ水素同位体比(δD)は火星表層の値に非常に近いため，火星由来の有機物であるとの解釈が妥当である」ことを示していた。一部の項目は未達成となったものの，派生テーマ研究は期待以上に発展した。

这项研究的最终目标是建立一种使用抗衰老和变态的无机物质（稀土元素：REEs）作为生物标志物的方法。今年，我们将以STXM为论文，发表直接观察自然BIOS中与微生物代谢相关的铁化学物种变化的结果，并总结陨石中有机物分析的结果，作为衍生主题进行，作为一篇论文进行。实施事项及实施情况如下。 (i) 将荧光检测器安装到STXM ⇒ 未实现，设备环境有问题。 (ii) 通过 μ-XRF-XAFS/同位素显微镜 (NanoSIMS) 实现 REE 可视化 ⇒ 未实现。进行了 μ-XRF-XAFS，但无法实现可视化，NanoSIMS 分析优先考虑陨石样品分析。 (iii) 发表论文，总结使用STXM直接观察天然BIOS中与微生物代谢相关的铁物种变化的结果⇒已实现，发表在国际期刊Microbes and Environments上，收到了很多反馈，发表了几篇论文。我还受邀参加会议和研讨会，并有机会发表演讲。 (iv) 使用STXM对陨石中的有机物进行原位分析 ⇒ 实施过程中，碳质球粒陨石的分析结果已经撰写并提交给Nature等高级别期刊，但被拒绝，目前正在重新提交和提交。重建了手稿。与此同时，来自火星的陨石中的有机物分析结果目前正在一篇论文中进行总结。总而言之，“有机物质具有的官能团组成表明它们已经经历了水蚀变，并且为了支持这一点，它们与在水存在下形成的次生矿物（岩盐和粘土矿物）共存。””结果是。此外，“这种有机物质的氢同位素比（δD）与火星表层的氢同位素比非常接近，因此将其解释为源自火星的有机物质是合理的。”虽然有些项目没有实现，但衍生主题的研究进展超出了预期。

项目成果

Investigation of the River Particulate Matters in Fukushima and Chernobyl Related to Cesium Behavior

福岛和切尔诺贝利河流颗粒物与铯行为相关的调查

• 发表时间: 2015
• 作者: 菅大暉;Fan Qiaohui;武市泰男;田中万也;坂口綾;井波暢人;間瀬一彦;小野寛太;高橋嘉夫
• 通讯作者: 高橋嘉夫

In-situ characterization of carbonaceous materials in the Northwest Africa 7034

西北非碳质材料的原位表征 7034

• 发表时间: 2017
• 作者: Hiroki Suga; Masaaki Miyahara; Motoo Ito; Yasuo Takeichi; Hikaru Yabuta; Akira Yamaguchi; Yoshio Takahashi;Eiji Ohtani
• 通讯作者: Eiji Ohtani

Investigation of carbon components in Allende CV3 matrix using multi-probe microscopic technique: FIB, STXM, TEM/STEM, and NanoSIMS

使用多探针显微技术研究 Allende CV3 基质中的碳成分：FIB、STXM、TEM/STEM 和 NanoSIMS

• 发表时间: 2016
• 作者: Hiroki Suga; Yasuo Takeichi; Chihiro Miyamoto; Kazuhiko Mase; Kanta Ono; Yoshio Takahashi; Motoo Ito;Masaaki Miyahara
• 通讯作者: Masaaki Miyahara

Distribution and Characterization of Carbon Components in the Allende Meteorite Matrix

阿连德陨石基质中碳成分的分布和表征

• 发表时间: 2016
• 作者: Hiroki Suga; Yasuo Takeichi; Chihiro Miyamoto; Kazuhiko Mase; Kanta Ono; Masaaki Miyahara;Yoshio Takahashi
• 通讯作者: Yoshio Takahashi

The Difference Acidic Condition of Aqueous Alteration Event of Nakhla and Yamato 000593 Based on Chemical Speciation

基于化学形态的Nakhla和Yamato 000593水体蚀变事件的酸性条件差异

• 发表时间: 2017
• 作者: H. Suga; N. Sago; M. Miyahara; T. Ohigashi; Y. Inagaki; A. Yamaguchi;E. Ohtani
• 通讯作者: E. Ohtani