게시 및 게시 날짜 : 2016/10/14

바카라 족보을 천연 가스로 변형시키는 메탄 생성 박테리아가 발견되었습니다

-바카라 족보형 메탄의 기원의 설명에 대한 조정-

포인트

  • 자체적으로 바카라 족보에서 직접 메탄을 생산하는 메탄 생성 박테리아가 발견되었습니다
  • 이 메탄 생성 박테리아는 바카라 족보 성분 인 메 톡시 방향족 화합물을 메탄으로 전환합니다
  • 바카라 족보 이음새에 내재 된 "바카라 족보층 메탄"과 같은 천연 가스의 기원을 설명하는 데 기여합니다


요약

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST") 지질 조사 센터지구 자원 및 환경 연구 부서[Nakao Nobunori 연구 부장] 연구원 Mayumi Daisuke, 지구 미생물학 연구 그룹, Mochimaru Hanako 수석 연구원 Mochimaru Hanako, Yoshioka Hideyoshi 수석 연구원, Sakata Masa의 수석 연구원, Suzuki gooly geechn geechn geechn geechn geechn geechn geechn geechn geechne geechne geechne geechn geechne geechn geechne geechne geechne geechne geechne getce geechn geechn Kamagata Yoichi, 연구 전략 부서 (Biological Process Research Division 포함), 생물학적 프로세스 리서치 부서 [연구 부서 최고 타무라 구리로] Hideyuki, 생물학적 자원 정보 인프라 연구 그룹의 최고 연구원, Yamamoto Kyosuke, 전 AIST의 특수 연구원Coal내부Methoxyaromatic 화합물직접 메탄 (ch4)메탄 생성 박테리아깊은 지하 환경에서 발견되었고 바카라 족보 이음새에 널리 분포되어 있습니다Cole Bed Methane의 형성에 중요한 역할을 할 수 있음이 밝혀졌습니다

바카라 족보형 메탄은 최근 몇 년 동안 바카라 족보 이음새에있었습니다비 전통적인 천연 가스 자원바카라 족보층 메탄의 형성의 원인 중 하나는 바카라 족보 이음새에 사는 미생물 활동의 원인 중 하나 인 것으로 생각되지만 세부 사항은 다음과 같습니다메탄 생성 메커니즘알 수 없었다 이번에는 깊은 지하 환경에 살고있는 메탄 겐은 현재까지 알려져 있지 않았습니다메탄 생성 경로를 통해 다양한 메 톡시 방향족 화합물로부터 생성된다는 것이 발견되었다 또한, 본 발명자들은이 메탄 생성 박테리아가 메 톡시 방향족 화합물을 함유 한 바카라 족보으로부터 직접 메탄을 생산할 수 있음을 입증하여,이 새로운 메탄 생성 메커니즘이 전 세계적으로 바카라 족보층 메탄을 함유하는 지하 천연 가스 자원의 형성에 기여할 수있는 가능성을 밝혀 냈습니다

이 성과에 대한 자세한 내용은 American Science Journal을 참조하십시오과학"의 10 월 14 일 호에 출판 |"잡지는 세계 최대의 포괄적 인 과학 기관 (http : //wwwsciencemagorg/andhttp : //wwwaaasorg/)

바카라 족보층의 바카라 족보층 메탄과 바카라 족보을 메탄으로 전환하는 메탄 생성 박테리아
바카라 족보층의 바카라 족보층 메탄과 바카라 족보이 메탄으로 변환하는 메탄 오겐


연구의 사회적 배경

최근 몇 년간 바카라 족보 이음새에 내재 된 바카라 족보층 메탄의 발전은 최근 비 전통적인 천연 가스 자원으로 전 세계 여러 나라에서 진행되고 있습니다 바카라 족보화 된 메탄은 수천만에서 수억 년의 지질 타임 라인 내에 형성되며 미생물 활성을 통해 생성 된 많은 양의 메탄도 포함되어 있습니다 최근에, 이러한 미생물의 메탄 생산 활동을 활성화함으로써 바카라 족보형 메탄의 생산을 늘리기 위해 기술 개발이 진행되고있다 다른 한편으로, 바카라 족보의 어떤 종류의 유기물로부터 어떤 종류의 미생물이 실제로 메탄을 생산하는지는 불분명했다

연구 이력

AIST는 지질 조사 센터와 생물 공학 분야를 기반으로합니다성명서 퓨전 연구as,석유 및 가스 필드그리고 바카라 족보 이음새 이 중에서, 깊은 지하에서 획득 한 메타 겐 박테리아 (Methermicoccus shengliensis이하 "Amam 균질"이라고 불리는 Amam 변형기)는 바카라 족보에서 메 톡시 방향족 화합물로부터 메타탄을 직접 생성 할 수 있고, 기존의 메탄 생성 박테리아의 능력을 초월하고, 바카라 족보에 의존 한 메타니의 메카니즘을 전달하는 데 한 걸음 더 가까워지는 결과를 얻는 결과를 발견했다

또한,이 연구 중 일부는 과학 연구를위한 과학 보조금 촉진을위한 일본 사회의 지원을 제공했습니다

연구 컨텐츠

바카라 족보은 주로 식물 리그닌으로부터 유래 된 유기물로 구성되며, 그 중합체 구조 내에 메 톡시 방향족 화합물이 포함되어있다 이 연구에서, 먼저, 바카라 족보의 구성 요소 인 메 톡시 어학적 화합물로부터 메탄을 생산할 수있는 메탄 생성 박테리아를 검색하기 위해, 상기 언급 된 AMAM 균주를 포함하여 11 개의 메탄 생산 박테리아를 다양한 메 톡시어 성 화합물과 함께 배양 하였다 결과적으로 Amam 주식과 관련 주식은Methermicoccus shengliensis우리는 ZC-1 균주 (이하 "ZC-1 균주"라고하는 ZC-1 균주가 30 개 이상의 메 톡시 방향족 화합물로부터 메탄을 생성 할 수 있음을 발견했다

메타 노겐의 첫 발견 시점부터 반세기가 넘는 시간이 150 개 이상의 메탄 겐이 발견되었습니다 그러나, 알려진 메탄 생성 박테리아는 1) 수소 및 이산화탄소, 2) 아세트산 및 3) 메타 틸 ​​화합물과 같은 단순한 화합물에만 사용될 수 있으며, 이는 메탄 생성 박테리아가 메 톡시 방향족 화합물과 같은 비교적 고 탄소 수를 가진 화합물로부터 메탄을 직접 생성 할 수있다

또한, 종래의 메탄 생성 경로 (대사 경로)는 또한 기질 유형에 상응하는 3 가지 유형으로 제한되었다 : 1) 이산화탄소 분해 경로, 2) 아세트산 분해 경로 및 3) 아모 량 및 ZC-1 변담은 상이한 메타 원생 경로를 통한 메독과 ZC-1 변담이 메타 톡시 경로로부터 메탄을 생성한다는 것이 밝혀졌다 이 신규 한 메탄 생성 경로의 세부 사항은 여전히 ​​조사 중이지만, 현재로서는 1) 이산화탄소 환원 경로 및 2) 아세트산 분해 경로가 혼합되어 병렬로 진행되는 네 번째 메탄 생성 경로 일 수 있음이 밝혀졌습니다 (그림 1)

알려진 메탄 생성 경로 (상단) 및 메 톡시 방향족 화합물의 그림 (하단의 빨간색 프레임)
그림 1 알려진 메탄 생성 경로 (상단) 및
이번에 발견 된 메 톡시 방향족 화합물로부터의 메탄 생성 경로 (낮은 빨간색 프레임)

또한, Amam 변형이 바카라 족보만으로 메탄을 생성 할 수 있는지 조사하기 위해 AMAM 변형은 다양한 바카라 족보을 함유 한 바카라 족보 매체에서 배양 하였다 결과적으로 Amam Stocks는 리그 나이트입니다Subbitumen(Arkisei)(tan),Bithumi(Rekisei)(tan)를 함유하는 배지에서 생산되었다 더욱이, 여러 유형의 메 톡시 방향족 화합물이 이들 배지에서 실제로 검출되었고, 메탄 생산은 특히 갈탄에서 두드러졌으며, 이는 바카라 족보화 정도가 낮았으며 메 톡시 방향족 화합물은 비교적 큰 것으로 검출되었다 (도 2) 이러한 결과는 AMAM 변형과 같은 메타노겐이 바카라 족보의 메 톡시 방향족 화합물을 바카라 족보 원천 바카라 족보 침대 메탄의 형성에 기여할 수 있음을 나타냅니다 또한, 메 톡시 방향족 화합물은 바카라 족보뿐만 아니라 퇴적물에서 유기물에서 가장 흔합니다Kerogen에도 포함 된 바와 같이, 이번에 발견 된 메 톡시 방향족 화합물을 이용하는 메타 톡시 방향족 화합물은 바카라 족보 이음새뿐만 아니라 지하 천연 가스 자원의 형성에도 기여할 수 있습니다

다양한 바카라 족보과 메타탄 생성 박테리아 "Amam 변형"(하단)에서 발견 된 메 톡시 방향족 화합물 (상단)의 그림
그림 2 메 톡시 방향족 화합물 (상단) 및
메탄 생성 박테리아 "Amam 균주"(하단) 이들을 사용하여 메탄을 생산하는

미래 계획

앞으로, 우리는 메 톡시 방향족 화합물로부터 메탄을 생성하는 대사 경로의 세부 사항을 명확히하고, 메 톡시 방향족 화합물과 천연 가스 자원의 형성을 이용하는 메타노겐의 실질적인 잠재력을 평가할 것이다



터미널 설명

◆ 바카라 족보
바카라 족보은 유기물이 풍부한 가연성 퇴적물 (탄소 함량이 70% 이상)으로 일본 에너지 공급의 약 25%를 차지합니다 현재 거의 모든 것이 호주와 인도네시아의 수입에 달려 있습니다 일본에서는 쿠시로 바카라 족보 필드만이 지하 바카라 족보 광산으로 운영됩니다 바카라 족보은 원래 미생물에 의해 완전히 분해되기 전에 고대 식물을 땅에 묻음으로써 형성되며 식물의 우디 부분을 구성하는 리그닌은 지열 열과 지구 압력에 의해 변경됩니다 갈탄과 갈탄은 더 낮은 변화의 순서대로 (바카라 족보화 학위)Subbitumen(Arkisei)(tan),Bithumi(Rekisei)(tan), 안트라이트 등으로 분류됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ Methoxyaromatic 화합물
벤젠 고리의 메 톡시 그룹 (-och3)로 표시된 화합물 (그림 1 참조) 식물에서 리그닌을 구성하는 분자 중 하나[참조로 돌아 가기]
◆ 메탄 생성 박테리아
메탄, 메탄 생성 고고로도 알려져 있습니다 그것은 세포 내에 핵이없고 박테리아가 아닌 고풍으로 분류되는 원핵 생물이며, 산소가없는 혐기성 환경에서 유기 물질 분해의 최종 과정을 담당합니다 지금까지, 메탄 오겐이 사용할 수있는 기질 (미끼)은 수소 + 이산화탄소, 아세트산 및 메탄올과 같은 메틸 화합물로 제한되었지만, 우리는 다양한 메 톡시 방향족 화합물을 사용하여 메탄을 생성 할 수있는 새로운 메탄 생성 박테리아를 발견 하였다[참조로 돌아 가기]
◆ Cole Bed Methane
바카라 족보 이음새에 내재 된 천연 가스 그들 대부분은 메탄입니다 최근 몇 년 동안 개발은 새로운 천연 가스 자원으로 발전하고 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 비 전통적인 천연 가스 자원
셰일 가스, 단단한 모래 가스 및 바카라 족보층 메탄과 같은 천연 가스 자원은 일반 유전과 가스장과 다른 지질 학적 상태를 가지고 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 메탄 생성 메커니즘
미생물에 의해 메탄이 생성되는 일반적인 과정에서, 다른 박테리아는 먼저 고 분자량 유기물을 분해하여 수소, 아세트산, 메탄올 등을 생성 한 다음 메탄 생성 박테리아를 사용하여 메탄을 생성하기 위해 사용하는 일련의 미생물 반응이 있습니다 이번에 우리가 발견 한 메탄 생성 박테리아는 메 톡시 방향족 화합물과 같은 비교적 높은 탄소 수를 가진 유기물로부터 메탄을 생성하는 매우 독특한 미생물입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 메탄 생성 경로
이산화탄소, 아세트산 및 메탄올과 같은 수소 + 메틸 화합물로부터의 메탄 겐의 대사 경로를 형성합니다 이전에 알려진 메탄 생성 경로는 1) 이산화탄소 환원 경로, 2) 아세트산 분해 경로 및 3) 메틸 화합물 분해 경로를 포함하여 기질의 유형에 상응하는 것으로 알려져있다 우리가 오늘 발견 한 새로운 메 톡시 방향족 화합물은 ①와 ②의 하이브리드 경로입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 현장 연구의 합성
AIST는 다양한 전문 분야의 배경에서 다양한 전문 분야에서 다양한 전문 분야를 가진 연구자들이 소속의 경계에 걸쳐 유기적으로 협력하여 다면적 관점에서 일반적인 문제에 접근하는 퓨전 연구를 촉진합니다 이 기사에서, 생물 공학 분야의 지질 조사 센터와 연구원들은 지구 화학적 및 미생물 학적 방법과 협력하여 혁신적인 연구 결과를 창출하여 바카라 족보화 메탄의 형성에 기여하는 지하 미생물의 메탄 생성 활동을 밝히기위한 것을 목표로했다[참조로 돌아 가기]
◆ 석유 및 가스 필드
지하에 많은 양의 석유 및 천연 가스가있는 지역 일본에서는 아키타 현, 야마가 타 현, 니이 타사 현, 홋카이도 등에 배포되어 지하 미생물을 활용하는 분야에 대한 퓨전 연구의 일환으로 AIST는 민간 기업과 협력하여 기존 오일을 추출 할 수없는 많은 양의 원유를 회복시키고 기존의 기존 오일을 회수하는 기술을 개발하고 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Kerogen
유기 용매 및 산 및 알칼리에 불용성 인 퇴적물 (응축 된 퇴적암 포함)의 고체 유기물 식물 및 조류와 같은 다양한 유기체로부터 유래 된 중합체 유기물의 혼합물은 생물학적 및 열 화학적 분해를 겪은 후 증착 및 매장 공정 동안 살아남아 재현된다 지구상에서 가장 풍부한 유기물이며 석유 및 천연 가스의 주요 공급원이기도합니다[참조로 돌아 가기]



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