게시 및 게시 날짜 : 2022/02/02

Nankai Trough의 깊은 해저 바카라 사이트 추천물에 사는 메탄 생성 미생물의 특성을 풀기

-메탄 수화물의 기원을 설명하는 단서-

포인트

  • 메탄 수화물을 함유하는 잠수함 바카라 사이트 추천물로부터 다양한 메탄소겐을 배양
  • 배양 실험은 메타 생성의 바카라 사이트 추천물에서 온도의 중요성을 보여줍니다
  • 메탄 수화물의 원인을 밝히고 자원 수준의 평가에 기여합니다

요약

카타 야마 야스키 (Katayama Yasuki) 최고 연구원, 주요 연구원, 요시카 히요시 (Yoshioka Hideyoshi), 카나코 마사키 (Kanako Masaki), 방문 연구원, 사카 카타 마사루 (Sakata Masaru) 및 타카 하시 히로시 (Takahashi Hiroshi)의 수석 연구원, 일본의 석유 및 천연 가스 및 미네랄 리소스 (Mineral Resources Agency)와의 협력 (National Institution of Advanced), 이하 인 Institute of Advanced의 공동 작업자 (Takahashi Hiroshi) "AIST"), 지질 조사 센터 (National Research Institute) (National Research Institute)메탄 수화물8435_8475 | ( "MH"라고 함)메탄 생성 박테리아| 이 박테리아의 특성을 드러내면서 성공적으로 배양되었습니다 동시에, 본 발명자들은 바카라 사이트 추천물의 표면에서 MH 농축 구역으로의 메탄 생성 전위의 깊이 프로파일을 밝혀 냈으며, 메탄 생성 박테리아의 성장 온도가 메탄 생성 전위에서 중요한 요소임을 실험적으로 입증 하였다 Nankai Trough에 저장된 MH는 미생물 활성에 의해 생성 된 메탄으로부터 유래 된 것으로 생각되기 때문에,이 연구는 심해에서 발생할 수있는 미생물 메탄 생산 공정의 일부 조건을 밝혀내어 MH 형성 공정의 설명에 더 가깝게 나타났다 이 결과는 2022 년 2 월 2 일 (영국 시간)입니다ISME 저널잡지에 게시

요약 다이어그램

Nankai Trough 해저 바카라 사이트 추천물에 살고있는 다양한 메탄 겐의 형광 현미경 사진
최대 5 년에 걸쳐 재배 메탄 겐은 세포의 자외선에 노출 될 때 형광 색상을 방출합니다 흰색 스케일 바의 길이는 10μm입니다


개발의 사회적 배경

주로 메탄 인 천연 가스는 화상을 입을 때 산성 비를 유발하는 황 산화물을 생성하지 않으며, 석유 및 석탄에 비해 지구 온난화를 유발하는 대기 오염 및 이산화탄소를 유발하는 질소 산화물을 덜 방출하여 깨끗한 화석 연료를 요구합니다 현재 일본은 해외에서 액화 천연 가스 (LNG)를 수입함으로써 천연 가스의 95% 이상을 차지하므로 일본 근처의 해저에서 발견되는 MH는 국내 천연 가스 자원이 될 것으로 예상됩니다 이들 중 다수는 해저 아래에 사는 미생물의 활동에 의해 생성 된 것으로 생각됩니다 그러나, 메탄 생성 미생물 (일반적으로 메탄 생성 박테리아로 알려진)의 유형과 특성이 MH가 위치한 깊은 바다의 바카라 사이트 추천물에서 어떤 유형과 특성이 활성화되어 있는지는 거의 밝혀지지 않았다 해저 아래의 미생물이 메탄을 생성하고 MH의 형성으로 이어지는 방법의 일련의 과정을 이해하면보다 정확한 자원 평가 및 탐사를 가능하게합니다

 

연구 기록

AIST는 메탄 수화물 자원 개발 연구 컨소시엄 (MH21)에 참여했으며 MH의 상업적 생산을 실현하기위한 연구 및 개발을 담당하고 있습니다 컨소시엄은 지금까지 모델 영역이었던 동부 남해소에 대한 연구를 수행했으며 대규모 개발 가능성을 보여줍니다Sand-Layered MH의 농축 구역 발견되었습니다 이 지역에서 MHS의 분포와 저수지의 특성을 명확히하고 MH 형성 및 자원 평가와 관련된 기본 데이터를 얻기 위해 발굴 설문 조사가 수행되었습니다 AIST는 잠수함 바카라 사이트 추천 코어 샘플을 사용하여 미생물 학적 연구를 수행하여 Atsumi Sea Cole 동부 Nankai Trough에서 약 1,000 미터 깊이에서 발굴 및 수집했습니다 (그림 1)

이 연구는 경제 무역 및 산업부가 의뢰 한 메탄 수화 연구 개발 프로젝트에서 얻은 결과를 기반으로합니다 또한,이 연구의 일부는 과학 연구에 대한 교육, 문화, 스포츠, 과학 기술 부부의 지원으로 수행되었습니다 (JP15H05332, JP17K15183, JP18H05295, JP19H04261)

 

연구 컨텐츠

이번에는 동부 Nankai Trough의 핵심 바카라 사이트 추천물 샘플에 대해 논의 할 것입니다무선 추적 방법를 사용하여, 우리는 미생물이 생산할 수있는 바카라 사이트 추천물 깊이와 해저 표면에서 MH 농축 구역에 이르는 메탄의 양을 조사했습니다 약 5 년간의 배양 실험 후, 우리는 총 10 개의 균주 (7 속, 8 종)의 메탄 겐을 성공적으로 얻었습니다 지금까지 MH는 가스 동위 원소 비율 분석과 같은 메탄 오겐에 의해 생성 된 메탄으로부터 유래 된 것으로 생각되었다 그러나, 실제 살아있는 메타 노겐의 증거는 mh를 묻힌 잠수함 바카라 사이트 추천물로부터 얻지 못했다 이 발견은 체계적이고 대사 기능적 관점에서, 이전에 생각한 것보다 MH 바카라 사이트 추천물에 더 다양한 범위의 메탄 생성 박테리아가 존재 함을 보여 주었다 (도 2) 얻어진 메탄 겐 중 일부는 지배적으로 현장의 심해 바카라 사이트 추천물 환경에 사는 메타 겐 종이었습니다

이 지배적 인 균주의 온도 특성을 분석 한 바와 같이, 박테리아가 얻은 바카라 사이트 추천물 샘플의 4 ℃ 내지 15 ° C의 현장 온도 범위에서 메탄을 생성 할 수 있었다 또한, 메탄 생산 속도의 갑작스런 감소는 45 ℃ 이상에서 관찰되었다 (도 3) 이 메탄 생성 한계 온도 온도는 난카이 트로프에서 미생물 메탄 생성 전위의 이전에보고 된 깊이 프로파일과 일치하며, 배양 실험은 바카라 사이트 추천물 깊이 (온도)와 미생물 메탄 생성 잠재력 사이의 관계를 밝혀냈다

또한, 메탄이 수소에서 생산되고 이산화탄소가 주목을 받고 있지만이 경로 외에도 메탄올로부터 메탄이 생산되는 경로도 중요하다는 것을 시사한다 이 경로는 메탄 생성 잠재력에 대한 추가적인 정확한 평가를위한 새로운 연구 목표로 배치 될 것이다

그림 1

그림 1 Nankai Trough에서 MH의 추정 분포
MH 농축 구역의 가능성을 강력하게 제안하는 영역은 빨간색으로 표시되고 나머지는 파란색으로 표시됩니다 Kuromaru는 연구 분야의 두 번째 Atsumi Sea Cole입니다

그림 2

그림 2 배양 된 메탄 겐의 바카라 사이트 추천물에서의 계통 발생 학적 분포, 기질 (미끼) 가용성 및 우세
(왼쪽) 리보솜 RNA 유전자 서열을 기반으로 한 계통 발생 나무
MH 함유 해저 바카라 사이트 추천물로부터 배양 된 알려진 메탄 겐은 빨간색으로 표시되었고,이 연구에서 배양 된 메탄 겐은 파란색으로 표시되었고, 다른 사람들은 검은 색으로 표시되었다 계통 발생 트리의 색상 코딩은 각 균주의 기질 가용성을 나타냅니다 지금까지 MH- 함유 바카라 사이트 추천물로부터 배양 된 2 개의 메탄 생성 박테리아만이 수소로부터 메탄을 생성했지만, 이들은 이들과 체계적으로 다르며, 우리는 수소에 더하여 아세트산과 메탄올을 사용하는 메탄 생성 박테리아가 새로 발견되었다
(오른쪽) 배양 된 메타노겐의 바카라 사이트 추천물에서 우세의 깊이 분포
바카라 사이트 추천물 샘플로부터 직접 유전자 서열 분석, 왼쪽 그림에서 25xmc2, 1H1HC7 및 MSS35 균주와 동일한 유전자 서열이 검출되었다 그 중에서도, 균주 1H1HC7 (파란색) 및 25xMC2 (녹색)는 다양한 깊이에서 바카라 사이트 추천물의 높은 속도로 검출되어 이들이 지배적 인 메타노겐임을 시사한다
 

그림 3

그림 3 메탄 생성 박테리아의 온도 프로파일은 부위를 지배하는 1H1HC7 및 25XMC2

미래 계획

이제 메탄 생성 균주의 실험을 배양 한 결과에 기초하여, 우리는 해저 바카라 사이트 추천물에서 메탄 생산 공정의 정확한 모델을 조립하고, 해저 환경에 메탄이 ​​어떻게 축적되어 시뮬레이션 모델을 기반으로 MH를 형성하는지 평가할 것입니다 MH의 형성 조건을 명확하게함으로써, 미생물 기원의 천연 가스 자원을 탐색하고 자원 함량을 평가하는 데 유용 할 수 있습니다

 

기사 정보

게시 된 잡지 :ISME 저널
논문의 제목 : 재배 및 생물 화학적 분석은 생물 생식 가스 수화물 부위에서 깊은 서브 사파 바카라 사이트 추천물에서 메타 생성에 대한 통찰력을 나타냅니다
저자 : 타이키 카타 야마, Taiki Katayama, Yoshioka, Masanori Kaneko, Miki Amo, Tetsuya Fujii, Hiroshi A Takahashi, Satoshi Yoshida 및 Susumu Sakata


터미널 설명

◆ 메탄 수화물
고압 및 저온 조건 하에서 메탄과 물로 만든 결정 그것은 메탄 분자가 물 분자 내부에 갇히는 구조를 가지고 있습니다 온도와 압력 조건이 충족되는 심해 바닥과 영구 동토층 아래에 ​​존재합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Methanogenic Bacteria
영양소로서 수소, 아세트산, 메탄올 등을 사용하여 메탄을 생성하는 고풍으로 분류 된 원핵 생물 그들은 산소가없는 환경에서만 살 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 샌드 층 MH (메탄 수화물)
환경에서 메탄 수화물의 존재 형태 중 하나 그것은 모래 층의 모래 입자 사이에 메탄 수화물이 채워진 유형을 나타냅니다 해저 표면 근처의 대량으로 존재하는 다른 유형을 표면 유형이라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 무선 추적 방법
방사성 탄소 동위 원소를 메탄 생성 박테리아의 영양소 공급원에 통합하고 방사성 메탄 생산 속도를 측정함으로써 메탄 생성 박테리아의 활성을 매우 민감하게 검사하는 방법 상이한 깊이에서 바카라 사이트 추천물 샘플을 사용하여 측정함으로써, 깊이에 따라 메탄 생성 활성의 차이를 측정 할 수있다[참조로 돌아 가기]


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