研究活動情報

• Discrepancies between feeding ecology and trophic position based on nitrogen isotopic composition in endosymbiont-bearing benthic foraminifers
  Ayumi Maeda; Yuichi I. Naito; Masashi Tsuchiya; Yoshito Chikaraishi; Kazuhiko Fujita; Naohiko Ohkouchi; Hodaka Kawahata
  Progress in Earth and Planetary Science, 13, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2026年03月11日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Symbiotic relationships of microorganisms including eukaryotic algae and prokaryotes affect holobiont nitrogen metabolism and provide survival advantages in extreme environments; however, the influences of different symbionts on nitrogen metabolism in host organisms remain unclear. By tracing the nitrogen isotopic composition (δ ¹⁵ N) of amino acids (AAs), it is possible to constrain the biosynthetic sources and trophic interactions. We targeted reef-dwelling large benthic foraminifers hosting species-specific symbiotic algae to identify the trophic positions of multiple species with distinct feeding strategies. We measured δ ¹⁵ N in AAs of bulk organic matter and of foraminiferal shells and compared the feeding strategy of each species with its estimated trophic position (TP). Estimated TPs based on δ ¹⁵ N in AAs were inconsistent with respect to species-specific feeding strategies. In particular, Amphisorus kudakajimensis , which depends on heterotrophic feeding, showed light δ ¹⁵ N _Glu and δ ¹⁵ N _Phe and TP of ~ 1. A shared nutrient source for both host and symbionts and an interactive supply of trophic compounds may explain the low trophic position. The mixotrophic or heterotrophic TPs of Calcarinidae hosting endosymbiotic diatom with limited feeding (TP = 1.5–2.3) may be affected by bacterial heterotrophic processes. Differences in symbiotic algae (zooxanthellae and diatoms) may have influenced host’s nutritional strategies through functional variations in nitrogen metabolism. Large variations in δ ¹⁵ N _Glu and δ ¹⁵ N _Phe within single species suggested that large benthic foraminifers exploit multiple sources of nitrogen. Additional culture studies using different nitrogen sources could provide insights into detailed nitrogen metabolism of organisms with endosymbionts and role of associated organisms.
• Nitrogen and carbon flows in a microbial mat involving anaerobic oxidation of methane in northwestern Black Sea: perspectives from nitrogen and carbon isotopic composition of coenzyme F430 and its biosynthetic pathway
  Masanori Kaneko; Yoshinori Takano; Yuta Isaji; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Naoto F. Ishikawa; Hiroyuki Imachi; Yoshihiro Takaki; Miyuki Ogawara; Fumie Kabashima; Martin Krüger; Naohiko Ohkouchi
  Progress in Earth and Planetary Science, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年12月06日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Coenzyme F430, a nickel-containing tetrapyrrole, serves as a cofactor for methyl-coenzyme M reductase (MCR), which catalyzes both the final step of methanogenesis and the initial step of anaerobic oxidation of methane (AOM). Due to its central role in these metabolic processes, coenzyme F430 can be used as a biomarker to investigate the distribution and activity of methanogens and anaerobic methane-oxidizing archaea (ANMEs) in various environments. In the northwestern Black Sea, chimney-like microbial mats dominated by a subcluster ANME-1 in the internal pink mat and ANME-2 in the outer black mat provide a sufficient quantity of coenzyme F430 for both stable carbon and nitrogen isotope analyses. In this study, we report the stable carbon and nitrogen isotopic compositions of coenzyme F430 and its derivatives from ANME-1 and ANME-2, as well as those of cell components, including bulk mat, amino acids, and membrane lipids. The carbon isotopic compositions of coenzyme F430 exhibit significant ¹³ C-depletion, reflecting the incorporation of methane-derived carbon. In contrast, coenzyme F430 from ANME-1 is enriched in ¹³ C and depleted in ¹⁵ N compared to that from ANME-2. These isotopic differences between ANME-1 and ANME-2 cannot be explained solely by biosynthetic isotope effects and likely reflect sequential methane and ammonium consumption within the microbial mat, which is influenced by surrounding seawater with low sulfate concentrations.
• Purification of hydroxyproline for small-scale radiocarbon dating verified using archaeological bone collagen
  Yu Itahashi; Yoshinori Takano; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Naoto F. Ishikawa; Naohiko Ohkouchi; Masako Yamane; Yusuke Yokoyama; Minoru Yoneda
  Progress in Earth and Planetary Science, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年12月01日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  We developed a novel technique for the accurate radiocarbon dating of single amino acids from archaeological human and animal remains. Despite the extensive use of bulk collagen for radiocarbon dating of archaeological bones, obtaining accurate dates can be difficult in some cases due to unremovable C contamination in collagen. To obtain a reliable, uncontaminated age, we developed a purification method for analysing hydroxyproline, a major amino acid in bone collagen. This method uses two purification processes: liquid–liquid extraction and recrystallization after high-performance liquid chromatography. This purification method substantially reduced the contamination by exogenous C in the isolated amino acids. The reliability of the method was demonstrated by radiocarbon dating an archaeological bone with a known date of death. This method enables compound-specific radiocarbon dating of amino acids with < 100 μg of C, reducing collagen and bone sample consumption relative to previous approaches. This method is expected to enable the extensive application of radiocarbon dating to degraded archaeological bones that were previously unusable. In addition, our technique of isolation and purification of amino acids is useful for the isolation of compounds for the radiocarbon analysis from diverse organic tissue beyond collagen and other organic molecules in marine sediments targeted by studies in the field of Earth and planetary science.
• Fatty acids as the main energy source in polyps of the jellyfish (Cnidaria: Aurelia aurita) for survival strategy under overpopulation: insights from compound-specific isotope analysis
  Nayeon Park; Hyuntae Choi; Yuko Takizawa; Yoshito Chikaraishi
  Progress in Earth and Planetary Science, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年10月16日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Jellyfish exhibit an extraordinary survival strategy in high-density populations that exceed the carrying capacity of ecosystems. It is particularly questionable how jellyfish can thrive in habitats where the concentration of toxic nitrogenous waste (i.e., NH₃) in the ambient water could be extremely high caused by high-density populations. However, physiological mechanisms of the survival strategy in jellyfish remain poorly understood, especially at the polyp stage, even though this stage is a key role in jellyfish population dynamics. In the present study, we investigated the trophic isotopic discrimination of amino acids and fatty acids in polyps of the jellyfish Aurelia aurita in controlled feeding experiments, to understand the metabolic flux of these organic substrates in the jellyfish physiology under high-density populations. Contrary to the general trophic isotopic discrimination observed in non-gelatinous organisms, the discrimination in the A. aurita polyps is close to zero for most amino acids (except for glycine and leucine), indicating a little activity of both biosynthesis and degradation of the amino acids. In contrast, the discrimination in the A. aurita polyps is considerably large for fatty acids (ranging from 18.4‰ (for C_18:0) to 50.5‰ (for C_18:2, n-6), indicating a large activity of degradation of fats (and its components, fatty acids). Based on these results, we conclude that A. aurita polyps prioritize the use of fatty acids compared to that of amino acids to produce life energy, for minimizing the production of nitrogenous waste derived from the amino acid degradation (about 0.0 mg/L for NH₃) and maintaining the quality of ambient water, and therefore for allowing them to survive in high-density populations. Moreover, these findings suggest the presence of metabolic plasticity among marine organisms. This plasticity may reflect flexible survival strategies supported by different metabolic pathways. Therefore, integrating the trophic isotopic discrimination of both amino acids and fatty acids can be useful for understanding these physiological mechanisms, as well as for accurately illustrating energy transfer along food chains in ecosystems.
  
  Graphical Abstract
• Nitrogen isotopic composition of amino acids reveals a variety of trophic ecology of organisms inhabiting chemosynthesis-based ecosystems
  Masashi Tsuchiya; Takao Yoshida; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Hidetaka Nomaki; Yoshihiro Fujiwara; Yasuhiko T. Yamaguchi; Yohei Tada; Robert G. Jenkins; Yoko Sasaki; Katsunori Fujikura; Naohiko Ohkouchi
  Progress in Earth and Planetary Science, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年10月15日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  To understand the trophic interactions between various organisms in chemosynthesis-based ecosystems (CBEs) and the metabolic interaction between host animal and its symbiont, we estimated the trophic position (TP) using the stable nitrogen isotopic compositions of glutamic acid and phenylalanine. We demonstrated that estimating TP based on the isotopic composition of amino acids is a valuable tool for understanding photosynthetic prey-predator interactions among marine organisms, and it can also be applied to chemosynthesis-based food webs involving host-symbiont interactions. In CBEs, the nitrogen isotope ratio of phenylalanine ranged from − 15‰ to + 13‰, suggesting a wide variety of nutritional sources for organisms. Our results revealed that organisms in CBEs can be categorized into two main groups: those that depend on chemosynthetic organic matter and those that depend on photosynthetic organic matter from the ocean surface. Furthermore, although not clearly distinguishable, there was an intermediate group that depends on both, such as demersal fishes. CBE-endemic organisms, particularly bivalves, were notably depleted in ¹⁵N. Interestingly, two nutritional types of chemosymbiotic bivalves were identified: vesicomyid clams showed an increase in the nitrogen isotope ratio of glutamic acid and a higher TP relative to symbiotic bacteria, while Bathymodiolus and Gigantidas mussels exhibited no change in the nitrogen isotope ratio of glutamic acid and maintained a TP of ~ 1 across all tissues, including gill samples mainly composed of symbiotic bacteria. Different forms of trophic dependence on chemosynthetic bacteria were observed even among closely related bivalve species, regardless of whether the symbiotic relationship is ecto- or endo-symbiosis. Consequently, among species preying on chemosymbiotic bivalves, the TP may reach 3 or more when preying on vesicomyid clams but remains around 2 when preying on Bathymodiolus and Gigatidas mussels. The organisms inhabiting the CBE of Sagami Bay display diverse patterns of resource use.
• Fractionation of nitrogen isotopes in the enzymatic deamination of alanine: an insight into the quantitative evaluation of anaerobic metabolism in ecosystems
  Yuko Takizawa; Hyuntae Choi; Mio Shibuya; Nayeon Park; Prarthana S. Dharampal; Shawn A. Steffan; Yoshito Chikaraishi
  Progress in Earth and Planetary Science, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年09月30日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Nitrogen isotope ratios of amino acids have been employed as a tool for illustrating the resource utilization of organisms and the trophic transfer between organisms in food webs. This tool is proposed based on the empirical observation that a universal trophic enrichment in ¹⁵N is found in glutamic acid from diet to consumer species. Since glutamic acid is deaminated and incorporated into the tricarboxylic acid cycle (aerobic metabolism), the isotope ratios of glutamic acid have been used for evaluating life energy production through aerobic metabolism. However, little is known about the change in the isotope ratio associated with ‘anaerobic’ metabolism such as fermentation in organisms. Therefore, we determined the isotopic fractionation factor (α) for the deamination of alanine, a representative amino acid related to anaerobic metabolism, and conducted laboratory-cultured experiments to see the change in the nitrogen isotope ratio through anaerobic metabolism. Moreover, we compared the trophic enrichment in ¹⁵N between alanine and glutamic acid in natural samples to visualize the contribution of anaerobic metabolism in food webs. In the in vitro enzymatic deamination of alanine, the isotope ratios of alanine are gradually increased, with the α of 0.9923. In the culture of the eukaryote Saccharomyces cerevisiae and the bacterium Lactococcus lactis with organic substrates under hypoxic conditions, the enrichment in ¹⁵N is negligibly small for glutamic acid (by ~ 0‰), but considerably large for alanine (by ~ 5‰) in the culture. These results demonstrate that the activity of anaerobic metabolism is recorded in the isotope ratios of alanine but not glutamic acid in organisms. Moreover, we visualize the contribution of anaerobic metabolism in natural samples: (1) hypoxia within pollen provision for the diet of bee larvae induces a large enrichment in ¹⁵N of alanine; and (2) this ‘anaerobic’ enrichment in ¹⁵N can be identified in the cross-plot of the isotope ratios for alanine and glutamic acid in marine and terrestrial species, dissolved organic nitrogen, and the bees that potentially record of hypoxia within their diets. Thus, we suggest that the comparison of the isotope ratios between alanine and glutamic acid can be useful for evaluating the experience of hypoxia and the activity of anaerobic metabolism in biological and environmental samples.
• A compound-specific method for measuring the stable carbon isotopic composition of amino acids: elimination of the effect of isotopic fractionation during derivatization
  Yoshito Chikaraishi; Hyuntae Choi; Nayeon Park; Yuko Takizawa
  Progress in Earth and Planetary Science, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年09月30日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Compound-specific isotope analysis (CSIA) of carbon and nitrogen within amino acids by gas chromatography/isotope ratio mass spectrometry (GC/IRMS) has been employed as a powerful tool for estimating the trophic tendency and resource utilization of organisms in food webs, as well as for illustrating the metabolic fate of amino acids and associated energy flux in diverse levels from within a single organism to entire ecosystems. However, the polar functional groups (i.e., carboxyl, amino, and hydroxyl groups) of amino acids should be neutralized by derivatization (i.e., esterification followed by acylation) before injection into a GC/IRMS instrument, which has caused several serious issues. For instance, the toxicity of acylation reagents (e.g., pivaloyl chloride) and the fluorinated derivatives (e.g., derived from trifluoroacetic anhydride) have complicated the use of isotope ratio analysis of amino acids in our studies. Moreover, large isotopic fractionation in ¹³C/¹²C associated with the acylation has considerably reduced the accuracy of the analysis of carbon isotope ratios. In the present study, we therefore developed a new derivatization method to minimize these issues, which can reduce the isotopic fractionation in ¹³C/¹²C by following two sequential reactions for the acylation: the first is acylation, which introduces isotopic fractionation, and the second is replacement of the pivaloyl group with that of pivalic anhydride. Further, the contribution of the ¹³C/¹²C ratios of derivative groups (i.e., isopropyl and pivaloyl groups) can be completely removed by a simultaneous mass balance calculation. Also, the new method is relatively safe, without the use of toxic reagents and the production of fluorinated derivatives. Thus, this derivatization method can be useful for CSIA of amino acids in diverse studies, which promises to provide unprecedented accuracy in understanding the complex physiological, ecological, and geochemical dynamics across aquatic and terrestrial ecosystems.
• Impact of acetate on CO₂fixation pathways in thermophilic and hydrogenotrophic bacteria
  Yoko Chiba; Tomomi Sumida; Masafumi Kameya; Yuto Fukuyama; Tomoyuki Wakashima; Shigeru Shimamura; Ryoma Kamikawa; Yoshito Chikaraishi; Takuro Nunoura
  Cold Spring Harbor Laboratory, 2025年04月01日
  Abstract
  
  The Wood-Ljungdahl (WL) pathway and reductive tricarboxylic acid (rTCA) cycle are the dominant chemolithotrophic CO₂fixation pathways in bacteria inhabiting aphotic geothermal and deep-sea hydrothermal ecosystems. However, the activity of these bacterial metabolic systems in ecosystems with available organic carbons remains unclear. Here, we examined the impact of extracellular acetate on the CO₂-fixation pathways of three thermophilic hydrogen-oxidizing and non-acetogenic bacteria using¹³C tracer-based metabolomics. Under chemolithoautotrophic conditions,Thermodesulfatator indicusandHydrogenobacter thermophilusfixed CO₂through the WL pathway and rTCA cycle, respectively, whereasThermovibrio ammonificans, which has been suggested to operate both of these pathways, exhibited significant CO₂fixation through only the rTCA cycle. Under chemolithomixotrophic conditions with acetate,H. thermophilusandT. ammonificansassimilated both CO₂and acetate via the rTCA cycle. In contrast, acetate suppressed CO₂fixation through the WL pathway inT. indicusand was used as the primary carbon source under chemolithomixotrophic conditions. These results suggest that the contribution of the WL pathway for CO₂fixation might be overestimated in ecosystems where acetate is available. Moreover, the present findings indicate that simultaneous CO₂fixation through both the WL pathway and rTCA cycle in a cell, which has been proposed as a possible metabolic strategy for CO₂-fixation in ancestral life, is not advantageous in extant microorganisms.
• Magnesium isotopic variation in marine fish organs
  Toshihiro Yoshimura; Naoto F. Ishikawa; Nanako O. Ogawa; Soichiro Kusaka; Shigeyuki Wakaki; Tsuyoshi Ishikawa; Kazuya Nagaishi; Masanori Kaneko; Yuta Isaji; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi
  Progress in Earth and Planetary Science, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年03月06日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Magnesium is a macro-nutrient for all living organisms, and its stable isotope ratios (δ²⁶Mg) can be used for analyzing feeding habits and the dynamics of elements within the body. However, it was still unclear what kind of conditions for feeding and the surrounding seawater affect the Mg isotope ratios of marine fish. In this study, we report on the Mg isotopic composition of different organs of three fish species, blue mackerel (Scomber australasicus), black rockfish (Sebastes schlegeli), and Pacific bluefin tuna (Thunnus orientalis), as well as the magnitude of isotopic fractionation associated with Mg uptake in one-year-old T. orientalis. By using a delipidation treatment before acid samples digestion, the δ²⁶Mg value of each organ was compared before and after removing the lipids and body fluids. In T. orientalis and S. schlegel, the δ²⁶Mg of muscle and most internal organs is similar, whereas gills, fins, and bones are often 0.5‰ lower than the internal organs. We examined the variation in δ²⁶Mg values for each organ using multiple T. orientalis individuals, and found that muscle tissue showed the least variable values among individuals. The δ²⁶Mg of blood of one-year-old T. orientalis was clearly lower than the seawater value, and the value was close to that of its feed. This is thought to be the results that Mg²⁺ in seawater and blood plasma are separated each other in order to regulate osmotic pressure, and the contribution of Mg derived from feed is high. Isotopic fractionation of -0.40‰ was observed between the muscle of one-year-old T. orientalis and formula feed, similar to a cellular isotope fractionation between methanogen Methanothermobacter marburgensis and incubation medium. This is thought to reflect the selectivity of Mg uptake into the cell via membrane proteins.
• Highly effective energy transfer in the autotroph-heterotroph symbiosis: insights from compound-specific isotope analysis of amino acids
  Jincen Li; Mio Shibuya; Yuko Takizawa; Yoshito Chikaraishi
  PROGRESS IN EARTH AND PLANETARY SCIENCE, 12, 1, 2025年02月10日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• A large elevation in ¹⁵N/¹⁴N of collagenous amino acids: an insight from starvation experiments of marine organisms
  Hyuntae Choi; Yuko Takizawa; Nayeon Park; Yoshito Chikaraishi
  PROGRESS IN EARTH AND PLANETARY SCIENCE, 12, 1, 2025年02月05日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Differential use of multiple food sources at a bathyal benthic ecosystem in the central Sagami Bay revealed by amino acid nitrogen isotopic compositions
  Hidetaka Nomaki; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Koh Maki; Motohiro Shimanaga; Hisami Suga; Masashi Tsuchiya; Toshi Nagata; Naohiko Ohkouchi
  Progress in Earth and Planetary Science, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年01月15日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  The nitrogen isotopic composition (δ ¹⁵N) of amino acids can be used to estimate the trophic position of organisms with high precision compared to bulk tissue analyses, and shed light on potential food sources and food webs. Sagami Bay, Japan, is located at the tectonic plate boundary and have complex bottom topography, making multiple sources of organic matter to bathyal deep-sea ecosystems. Here, we applied this method to benthic animals (meiofauna, macrofauna, and megafauna) living at 1430 m deep in the central Sagami Bay, Japan. The δ ¹⁵N value of phenylalanine (δ ¹⁵N_Phe) reflects the value of primary producers and was used to estimate the food sources of organisms, while the difference between δ ¹⁵N value of glutamic acid (δ ¹⁵N_Glu) and δ ¹⁵N_Phe shifts between food source and consumer and was thus used to estimate the trophic position (TP_Glu/Phe). The data obtained were interpreted together with previously reported values from benthic foraminifera of the same site for a holistic understanding of the food web. The trophic positions of organisms from the central Sagami Bay ranged mostly from 2.2 to 3.6, except hydrozoans (up to 4.3). Organisms with similar bulk tissue δ ¹⁵N values sometimes exhibited different TP_Glu/Phe values. The observed δ¹⁵N_Phe varied greatly among benthic organisms in the central Sagami Bay (− 8.3‰ to 21.1‰), suggesting a wide variety of food sources exhibiting different δ¹⁵N_Phe values. Given the location of the study site at the central part of the deep basin, various organic matter from terrestrial, planktic, coastal, upper bathyal, and perhaps chemosynthetic origins can be expected to accumulate and become available for bathyal benthic organisms. Furthermore, the cross-plot of δ¹⁵N_Phe values and bulk tissue δ ¹³C values, another indicator of food source, suggested that macro–megafauna examined rely on different organic matter than metazoan meiofauna and foraminifera, which rely on particulate organic matter and bulk sediments. Despite living in the same habitat, organisms of these two size classes may belong to independent food webs due to differences in feeding ecology.
• Primordial aqueous alteration recorded in water-soluble organic molecules from the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu
  Yoshinori Takano; Hiroshi Naraoka; Jason P. Dworkin; Toshiki Koga; Kazunori Sasaki; Hajime Sato; Yasuhiro Oba; Nanako O. Ogawa; Toshihiro Yoshimura; Kenji Hamase; Naohiko Ohkouchi; Eric T. Parker; José C. Aponte; Daniel P. Glavin; Yoshihiro Furukawa; Junken Aoki; Kuniyuki Kano; Shin-ichiro M. Nomura; Francois-Regis Orthous-Daunay; Philippe Schmitt-Kopplin; Aogu Furusho; Minako Hashiguchi; Kazuhiko Fukushima; Dan Aoki; Hannah L. McLain; Jamie E. Elsila; Heather V. Graham; John M. Eiler; Norbert Hertkorn; Alexander Ruf; Cédric Wolters; Junko Isa; Véronique Vuitton; Roland Thissen; Saburo Sakai; Haruna Sugahara; Hajime Mita; Yoshito Chikaraishi; Takaaki Yoshikawa; Satoru Tanaka; Mayu Morita; Morihiko Onose; Daisuke Araoka; Fumie Kabashima; Kosuke Fujishima; Hajime Sato; Tomoya Yamazaki; Yuki Kimura; Hisayoshi Yurimoto; Tomoki Nakamura; Takaaki Noguchi; Ryuji Okazaki; Hikaru Yabuta; Kanako Sakamoto; Toru Yada; Masahiro Nishimura; Aiko Nakato; Akiko Miyazaki; Kasumi Yogata; Masanao Abe; Tatsuaki Okada; Tomohiro Usui; Makoto Yoshikawa; Takanao Saiki; Satoshi Tanaka; Fuyuto Terui; Satoru Nakazawa; Sei-ichiro Watanabe; Yuichi Tsuda; Shogo Tachibana
  Nature Communications, 15, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2024年07月10日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  We report primordial aqueous alteration signatures in water-soluble organic molecules from the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu by the Hayabusa2 spacecraft of JAXA. Newly identified low-molecular-weight hydroxy acids (HO-R-COOH) and dicarboxylic acids (HOOC-R-COOH), such as glycolic acid, lactic acid, glyceric acid, oxalic acid, and succinic acid, are predominant in samples from the two touchdown locations at Ryugu. The quantitative and qualitative profiles for the hydrophilic molecules between the two sampling locations shows similar trends within the order of ppb (parts per billion) to ppm (parts per million). A wide variety of structural isomers, including α- and β-hydroxy acids, are observed among the hydrophilic molecules. We also identify pyruvic acid and dihydroxy and tricarboxylic acids, which are biochemically important intermediates relevant to molecular evolution, such as the primordial TCA (tricarboxylic acid) cycle. Here, we find evidence that the asteroid Ryugu samples underwent substantial aqueous alteration, as revealed by the presence of malonic acid during keto–enol tautomerism in the dicarboxylic acid profile. The comprehensive data suggest the presence of a series for water-soluble organic molecules in the regolith of Ryugu and evidence of signatures in coevolutionary aqueous alteration between water and organics in this carbonaceous asteroid.
• Enantioselective three-dimensional high-performance liquid chromatographic determination of amino acids in the Hayabusa2 returned samples from the asteroid Ryugu
  Aogu Furusho; Chiharu Ishii; Takeyuki Akita; Mai Oyaide; Masashi Mita; Hiroshi Naraoka; Yoshinori Takano; Jason P. Dworkin; Yasuhiro Oba; Toshiki Koga; Kazuhiko Fukushima; Dan Aoki; Minako Hashiguchi; Hajime Mita; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Nanako O. Ogawa; Saburo Sakai; Daniel P. Glavin; Jamie E. Elsila; Eric T. Parker; José C. Aponte; Hannah L. McLain; Francois Regis Orthous-Daunay; Véronique Vuitton; Roland Thissen; Cédric Wolters; Philippe Schmitt-Kopplin; Alexander Ruf; Junko Isa; Norbert Hertkorn; John M. Eiler; Toshihiro Yoshimura; Haruna Sugahara; Heather V. Graham; Yoshihiro Furukawa; Daisuke Araoka; Satoru Tanaka; Takaaki Yoshikawa; Fumie Kabashima; Kazunori Sasaki; Hajime Sato; Tomoya Yamazaki; Morihiko Onose; Mayu Morita; Yuki Kimura; Kuniyuki Kano; Junken Aoki; Kosuke Fujishima; Shin ichiro Nomura; Shogo Tachibana; Tomoki Nakamura; Takaaki Noguchi; Ryuji Okazaki; Hikaru Yabuta; Hisayoshi Yurimoto; Kanako Sakamoto; Toru Yada; Masahiro Nishimura; Aiko Nakato; Akiko Miyazaki; Kasumi Yogata; Masanao Abe; Tomohiro Usui; Makoto Yoshikawa; Takanao Saiki; Satoshi Tanaka; Fuyuto Terui; Satoru Nakazawa; Tatsuaki Okada; Sei ichiro Watanabe; Yuichi Tsuda; Kenji Hamase
  Journal of Chromatography Open, 5, 2024年05月
  研究論文（学術雑誌）
• Nitrogen K-edge X-ray adsorption near-edge structure spectroscopy of chemically adsorbed ammonia gas on clay minerals and the 15N/14N-nitrogen isotopic fractionation.
  Haruna Sugahara; Toshihiro Yoshimura; Yusuke Tamenori; Yoshinori Takano; Nanako O Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi
  Analytical sciences : the international journal of the Japan Society for Analytical Chemistry, 2024年02月05日, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Ammonia (NH3) is a simple and essential nitrogen carrier in the universe. Its adsorption on mineral surfaces is an important step in the synthesis of nitrogenous organic molecules in extraterrestrial environments. The nitrogen isotopic ratios provide a useful tool for understanding the formation processes of N-bearing molecules. In this study, adsorption experiments were conducted using gaseous NH3 and representative clay minerals. The strongly adsorbed NH3 was 15N-enriched in a state of chemical equilibrium between the adsorption and desorption on the siliceous host surface. The nitrogen K-edge X-ray adsorption near-edge structure spectroscopy study revealed that these initial ammonia gases were chemically adsorbed as ammonium ions (NH4+) on clay minerals.
• Development of a rapid and highly accurate method for 13C tracer-based metabolomics and its application on a hydrogenotrophic methanogen.
  Yuto Fukuyama; Shigeru Shimamura; Sanae Sakai; Yuta Michimori; Tomomi Sumida; Yoshito Chikaraishi; Haruyuki Atomi; Takuro Nunoura
  ISME communications, 4, 1, ycad006, 2024年01月, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Microfluidic capillary electrophoresis-mass spectrometry (CE-MS) is a rapid and highly accurate method to determine isotopomer patterns in isotopically labeled compounds. Here, we developed a novel method for tracer-based metabolomics using CE-MS for underivatized proteinogenic amino acids. The method consisting of a ZipChip CE system and a high-resolution Orbitrap Fusion Tribrid mass spectrometer allows us to obtain highly accurate data from 1 μl of 100 nmol/l amino acids comparable to a mere 1 [Formula: see text] 104-105 prokaryotic cells. To validate the capability of the CE-MS method, we analyzed 16 protein-derived amino acids from a methanogenic archaeon Methanothermobacter thermautotrophicus as a model organism, and the mass spectra showed sharp peaks with low mass errors and background noise. Tracer-based metabolome analysis was then performed to identify the central carbon metabolism in M. thermautotrophicus using 13C-labeled substrates. The mass isotopomer distributions of serine, aspartate, and glutamate revealed the occurrence of both the Wood-Ljungdahl pathway and an incomplete reductive tricarboxylic acid cycle for carbon fixation. In addition, biosynthesis pathways of 15 amino acids were constructed based on the mass isotopomer distributions of the detected protein-derived amino acids, genomic information, and public databases. Among them, the presence of alternative enzymes of alanine dehydrogenase, ornithine cyclodeaminase, and homoserine kinase was suggested in the biosynthesis pathways of alanine, proline, and threonine, respectively. To our knowledge, the novel 13C tracer-based metabolomics using CE-MS can be considered the most efficient method to identify central carbon metabolism and amino acid biosynthesis pathways and is applicable to any kind of isolated microbe.
• Chemical evolution of primordial salts and organic sulfur molecules in the asteroid 162173 Ryugu
  Toshihiro Yoshimura; Yoshinori Takano; Hiroshi Naraoka; Toshiki Koga; Daisuke Araoka; Nanako O. Ogawa; Philippe Schmitt-Kopplin; Norbert Hertkorn; Yasuhiro Oba; Jason P. Dworkin; Jose C. Aponte; Takaaki Yoshikawa; Satoru Tanaka; Naohiko Ohkouchi; Minako Hashiguchi; Hannah Mclain; Eric T. Parker; Saburo Sakai; Mihoko Yamaguchi; Takahiro Suzuki; Tetsuya Yokoyama; Hisayoshi Yurimoto; Tomoki Nakamura; Takaaki Noguchi; Ryuji Okazaki; Hikaru Yabuta; Kanako Sakamoto; Toru Yada; Masahiro Nishimura; Aiko Nakato; Akiko Miyazaki; Kasumi Yogata; Masanao Abe; Tatsuaki Okada; Tomohiro Usui; Makoto Yoshikawa; Takanao Saiki; Satoshi Tanaka; Fuyuto Terui; Satoru Nakazawa; Sei-ichiro Watanabe; Yuichi Tsuda; Shogo Tachibana; Kenji Hamase; Aogu Furusho; Kazuhiko Fukushima; Dan Aoki; Daniel P. Glavin; Hannah L. Mclain; Jamie E. Elsila; Heather V. Graham; John M. Eiler; Alexander Ruf; Francois-Regis Orthous-Daunay; Cedric Wolters; Junko Isa; Mayu Morita; Veronique Vuitton; Roland Thissen; Shin-ichiro M. Nomura; Haruna Sugahara; Hajime Mita; Yoshihiro Furukawa; Yoshito Chikaraishi; Morihiko Onose; Fumie Kabashima; Kosuke Fujishima; Hajime Sato; Kazunori Sasaki; Kuniyuki Kano; Junken Aoki; Tomoya Yamazaki; Yuki Kimura
  NATURE COMMUNICATIONS, 14, 1, 2023年09月18日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Soluble organic molecules in samples of the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu
  Hiroshi Naraoka; Yoshinori Takano; Jason P. Dworkin; Yasuhiro Oba; Kenji Hamase; Aogu Furusho; Nanako O. Ogawa; Minako Hashiguchi; Kazuhiko Fukushima; Dan Aoki; Philippe Schmitt-Kopplin; José C. Aponte; Eric T. Parker; Daniel P. Glavin; Hannah L. McLain; Jamie E. Elsila; Heather V. Graham; John M. Eiler; Francois-Regis Orthous-Daunay; Cédric Wolters; Junko Isa; Véronique Vuitton; Roland Thissen; Saburo Sakai; Toshihiro Yoshimura; Toshiki Koga; Naohiko Ohkouchi; Yoshito Chikaraishi; Haruna Sugahara; Hajime Mita; Yoshihiro Furukawa; Norbert Hertkorn; Alexander Ruf; Hisayoshi Yurimoto; Tomoki Nakamura; Takaaki Noguchi; Ryuji Okazaki; Hikaru Yabuta; Kanako Sakamoto; Shogo Tachibana; Harold C. Connolly; Dante S. Lauretta; Masanao Abe; Toru Yada; Masahiro Nishimura; Kasumi Yogata; Aiko Nakato; Miwa Yoshitake; Ayako Suzuki; Akiko Miyazaki; Shizuho Furuya; Kentaro Hatakeda; Hiromichi Soejima; Yuya Hitomi; Kazuya Kumagai; Tomohiro Usui; Tasuku Hayashi; Daiki Yamamoto; Ryota Fukai; Kohei Kitazato; Seiji Sugita; Noriyuki Namiki; Masahiko Arakawa; Hitoshi Ikeda; Masateru Ishiguro; Naru Hirata; Koji Wada; Yoshiaki Ishihara; Rina Noguchi; Tomokatsu Morota; Naoya Sakatani; Koji Matsumoto; Hiroki Senshu; Rie Honda; Eri Tatsumi; Yasuhiro Yokota; Chikatoshi Honda; Tatsuhiro Michikami; Moe Matsuoka; Akira Miura; Hirotomo Noda; Tetsuya Yamada; Keisuke Yoshihara; Kosuke Kawahara; Masanobu Ozaki; Yu-ichi Iijima; Hajime Yano; Masahiko Hayakawa; Takahiro Iwata; Ryudo Tsukizaki; Hirotaka Sawada; Satoshi Hosoda; Kazunori Ogawa; Chisato Okamoto; Naoyuki Hirata; Kei Shirai; Yuri Shimaki; Manabu Yamada; Tatsuaki Okada; Yukio Yamamoto; Hiroshi Takeuchi; Atsushi Fujii; Yuto Takei; Kento Yoshikawa; Yuya Mimasu; Go Ono; Naoko Ogawa; Shota Kikuchi; Satoru Nakazawa; Fuyuto Terui; Satoshi Tanaka; Takanao Saiki; Makoto Yoshikawa; Sei-ichiro Watanabe; Yuichi Tsuda
  Science, 379, 6634, American Association for the Advancement of Science (AAAS), 2023年02月24日
  研究論文（学術雑誌）, The Hayabusa2 spacecraft collected samples from the surface of the carbonaceous near-Earth asteroid (162173) Ryugu and brought them to Earth. The samples were expected to contain organic molecules, which record processes that occurred in the early Solar System. We analyzed organic molecules extracted from the Ryugu surface samples. We identified a variety of molecules containing the atoms CHNOS, formed by methylation, hydration, hydroxylation, and sulfurization reactions. Amino acids, aliphatic amines, carboxylic acids, polycyclic aromatic hydrocarbons, and nitrogen-heterocyclic compounds were detected, which had properties consistent with an abiotic origin. These compounds likely arose from an aqueous reaction on Ryugu’s parent body and are similar to the organics in Ivuna-type meteorites. These molecules can survive on the surfaces of asteroids and be transported throughout the Solar System.
• Trophic niche separation of two non-spinose planktonic foraminifers Neogloboquadrina dutertrei and Pulleniatina obliquiloculata
  Ryuji Toue; Kazuhiko Fujita; Masashi Tsuchiya; Yoshito Chikaraishi; Yoko Sasaki; Naohiko Ohkouchi
  Progress in Earth and Planetary Science, 9, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2022年12月
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Based on laboratory observations, planktonic foraminifers are omnivorous, feeding zooplankton and phytoplankton. Spinose species tend toward greater dependence on zooplankton prey than on phytoplankton prey, while non-spinose species are more adapted to herbivorous diets. However, the trophic activity of planktonic foraminifers in the natural environment and their trophic positions in the marine food web have not yet been fully understood. The trophic position (TP) of two non-spinose species, Neogloboquadrina dutertrei and Pulleniatina obliquiloculata, was determined by differences in the nitrogen isotopic composition between two amino acids (glutamic acid and phenylalanine). Results show that TP values of N. dutertrei were ~ 2.4, indicating dependence on omnivorous (mixed herbivorous and carnivorous) diets, while those of P. obliquiloculata were ~ 2.1, indicating dependence on herbivorous diets. Together with previous laboratory observations, these TP values suggest that N. dutertrei is a detritivore or scavenger, while P. obliquiloculata is generally a herbivore. This trophic niche separation likely allows these two planktonic foraminiferal species to live within a similar depth zone in the open water column and provides a clue for understanding causes of spatial and temporal changes in their relative abundances in living and sediment assemblages.
• Using geostatistical analysis for simultaneous estimation of isoscapes and ontogenetic shifts in isotope ratios of highly migratory marine fish
  Jun Matsubayashi; Katsuya Kimura; Naohiko Ohkouchi; Nanako O. Ogawa; Naoto F. Ishikawa; Yoshito Chikaraishi; Yuichi Tsuda; Hiroshi Minami
  Frontiers in Marine Science, 9, Frontiers Media SA, 2022年11月28日
  研究論文（学術雑誌）, Tracking migration of highly migratory marine fish using isotope analysis (iso-logging) has become a promising tool in recent years. However, application of this method is often hampered by the lack of essential information such as spatial variations in isotope ratios across habitats (isoscapes) and ontogenetic shifts of isotope ratios of target animals. Here, we test the utility of geostatistical analysis to generate isoscapes of δ¹³C and δ¹⁵N in the western Pacific and estimate the ontogenetic shifts in δ¹³C and δ¹⁵N values of a target species. We first measured δ¹³C and δ¹⁵N in the white muscle of juvenile (n = 210) and adult (n = 884) skipjack tuna Katsuwonus pelamis sampled across the northwest Pacific. Next we fitted a geostatistical model to account for the observed spatial variations in δ¹³C and δ¹⁵N of skipjack by fork length and other environmental variables with spatial random effects. We then used the best-fit models to predict the isoscapes of δ¹³C and δ¹⁵N in 2021. Furthermore, we measured δ¹⁵N of amino acids (δ¹⁵N_AAs) of skipjack (n = 5) to determine whether the observed spatial variation of isotope ratios resulted from baseline shifts or differences in trophic position. The geostatistical model reasonably estimated both isoscapes and ontogenetic shifts from isotope ratios of skipjack, and the isoscapes showed that δ¹³C and δ¹⁵N can clearly distinguish the latitudinal migration of skipjack in the western Pacific. The δ¹⁵N_AAs supported the results of the geostatistical model, that is, observed variations in skipjack δ¹⁵N were largely derived from a baseline shift rather than regional differences in trophic position. Thus, we showed that geostatistical analysis can provide essential basic information required for iso-logging without compound-specific isotope analysis.
• Nitrogen Isotopes of Sinking Particles Reveal the Seasonal Transition of the Nitrogen Source for Phytoplankton
  Chisato Yoshikawa; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Akiko Makabe; Yohei Matsui; Yoshikazu Sasai; Masahide Wakita; Makio C. Honda; Yoshihisa Mino; Maki N. Aita; Tetsuichi Fujiki; Takuro Nunoura; Naomi Harada; Naohiko Ohkouchi
  Geophysical Research Letters, 49, 17, American Geophysical Union (AGU), 2022年09月16日
  研究論文（学術雑誌）
• Integrative assessment of amino acid nitrogen isotontegrative assessment of amino acid nitrogen isotopic composition in biological tissue samples determined by GC/C/IRMS, LC × EA/IRMS, and LC × GC/C/IRMS
  Naoto F. Ishikawa; Nanako O. Ogawa; Yuchen Sun; Yoshito Chikaraishi; Yoshinori Takano; Naohiko Ohkouchi
  Limnology and Oceanography: Methods, Wiley, 2022年07月19日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Discovery of a colossal slickhead (Alepocephaliformes: Alepocephalidae): an active-swimming top predator in the deep waters of Suruga Bay, Japan
  Yoshihiro Fujiwara; Masaru Kawato; Jan Yde Poulsen; Hitoshi Ida; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Kazumasa Oguri; Shinpei Gotoh; Genki Ozawa; Sho Tanaka; Masaki Miya; Tetsuya Sado; Katsunori Kimoto; Takashi Toyofuku; Shinji Tsuchida
  Scientific Reports, 11, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2021年12月
  研究論文（学術雑誌）, A novel species of the family Alepocephalidae (slickheads), Narcetes shonanmaruae, is described based on four specimens collected at depths greater than 2171 m in Suruga Bay, Japan. Compared to other alepocephalids, this species is colossal (reaching ca. 140 cm in total length and 25 kg in body weight) and possesses a unique combination of morphological characters comprising anal fin entirely behind the dorsal fin, multiserial teeth on jaws, more scale rows than congeners, precaudal vertebrae less than 30, seven branchiostegal rays, two epurals, and head smaller than those of relatives. Mitogenomic analyses also support the novelty of this large deep-sea slickhead. Although most slickheads are benthopelagic or mesopelagic feeders of gelatinous zooplankton, behavioural observations and dietary analyses indicate that the new species is piscivorous. In addition, a stable nitrogen isotope analysis of specific amino acids showed that N. shonanmaruae occupies one of the highest trophic positions reported from marine environments to date. Video footage recorded using a baited camera deployed at a depth of 2572 m in Suruga Bay revealed the active swimming behaviour of this slickhead. The scavenging ability and broad gape of N. shonanmaruae might be correlated with its colossal body size and relatively high trophic position.
• Redox-Controlled Ammonium Storage and Overturn in Ediacaran Oceans
  Christian Hallmann; Emmanuelle Grosjean; Nathan D. Shapiro; Yuichiro Kashiyama; Yoshito Chikaraishi; David A. Fike; Naohiko Ohkouchi; Roger E. Summons
  Frontiers in Earth Science, 9, Frontiers Media S.A., 2021年09月10日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Influences of Ocean Currents on the Diets of Demersal Fish Communities in the Western North Pacific Revealed by Their Muscle Carbon and Nitrogen Isotopic Compositions
  Naoto F. Ishikawa; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Moto-omi Yamaguchi; Katsunori Fujikura; Yosuke Miyairi; Yusuke Yokoyama; Toshi Nagata; Naohiko Ohkouchi
  Frontiers in Marine Science, 8, Frontiers Media SA, 2021年05月05日
  研究論文（学術雑誌）, To study the influence of different ocean currents on the trophic spectra found in a sympatric fish community, we analyzed the radiocarbon contents (Δ¹⁴C) and stable carbon (δ¹³C) and nitrogen (δ¹⁵N) isotopic compositions in their bulk muscle tissues and the δ¹⁵N of individual amino acids in 26 species of demersal fish collected from off Tohoku (Pacific coast), northeastern Japan. The Δ¹⁴C values of the fish varied from –42 to +41‰, consistent with the Δ¹⁴C of the dissolved inorganic carbon in the cold Oyashio Current (typically about –50‰) and the warm Kuroshio Current (typically about +50‰). The trophic positions (TPs) of the fish estimated from the δ¹⁵N values of amino acids increased from 3.1 to 4.5 with increasing snout length. A negative correlation was observed between Δ¹⁴C and TP in gadiform fish and flatfish, suggesting that the Oyashio Current delivers a high TP diet to these fish groups. These results suggest that the trophic ecology of marine fish in the coastal western North Pacific is primarily controlled by the two major surface water currents, but is also significantly influenced by a combination of species-specific feeding and migration strategies.
• Synthesis of 13C-enriched amino acids with 13C-depleted insoluble organic matter in a formose-type reaction in the early solar system
  Yoshihiro Furukawa; Yoshinari Iwasa; Yoshito Chikaraishi
  Science Advances, 7, eabd3575, 2021年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• A new insight into isotopic fractionation associated with decarboxylation in organisms: implications for amino acid isotope approaches in biogeoscience
  Yuko Takizawa; Yoshinori Takano; Bohyung Choi; Prarthana S. Dharampal; Shawn A. Steffan; Nanako O. Ogawa; Naohiko Ohkouchi; Yoshito Chikaraishi
  Progress in Earth and Planetary Science, 7, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2020年12月
  研究論文（学術雑誌）,
  Stable nitrogen (¹⁵N/¹⁴N) and carbon (¹³C/¹²C) isotopic compositions of amino acids in organisms have widely been employed as a powerful tool to evaluate resource utilization and trophic connection among organisms in diverse ecosystems. However, little is known about the physiological factors or mechanisms responsible for determining the isotopic discrimination (particularly for carbon) within amino acids of organisms. In the present study, we investigated the inter-trophic discrimination of nitrogen and carbon isotopes within amino acids (Δδ¹⁵N_AA and Δδ¹³C_AA, respectively) using four consumer–diet pairs. Each pairing illustrates a metabolic perspective of isotopic fractionation of amino acids. The Δδ¹⁵N_AA values in these combinations reveal a trend consistent with those observed in many other combinations in previous studies. This further validates a standard scenario: the deamination preferentially removes ¹⁴N amino group from diet-derived amino acids, leaving behind the ¹⁵N-enriched amino acids in consumer biomass. The Δδ¹⁵N_AA values thus mirror the activity of amino acid deamination in consumers. In contrast, the trends in the Δδ¹³C_AA value suggest a different metabolic fate for the amino acid carbon isotope. Based on our results, we predict the following scenario: decarboxylation preferentially removes ¹²C α-carbon (i.e., carbonyl-carbon) from pyruvic acid in glycolysis, and from α-ketoglutaric acid in the tricarboxylic acid cycle, leaving behind the ¹³C-enriched both pyruvic and α-ketoglutaric acids. The ¹³C is then transferred to amino acids that are synthesized from the ¹³C-enriched precursor molecules within consumers. The Δδ¹³C_AA values therefore mirror the pathways of de novo amino acid synthesis in consumers. The proposed link between nitrogen and carbon isotopes can refine our knowledge of the potential processes affecting the isotopic fractionation within diet and consumer compartments, as well as environmental samples.
  
  
  
  Graphical abstract
• Seasonality of decadal-scale trophic declines and nutrient regime shifts in the Laysan albatross and Newell's shearwater
  Kaycee E. Morra; Yoshito Chikaraishi; Helen F. James; Sam Rossman; Anne E. Wiley; Peggy H. Ostrom
  Marine Ecology Progress Series, 654, 163, 175, Inter-Research, 2020年11月12日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Trophic response to ecological conditions of habitats: Evidence from trophic variability of freshwater fish
  Bohyung Choi; Changhwa Lee; Yuko Takizawa; Yoshito Chikaraishi; Hye-Ji Oh; Kwang-Hyeon Chang; Min-Ho Jang; Hyun-Woo Kim; Kyung-Lak Lee; Kyung-Hoon Shin
  Ecology and Evolution, 10, 14, 7250, 7260, John Wiley and Sons Ltd, 2020年07月01日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Trophic hierarchy of coastal marine fish communities viewed via compound-specific isotopic analysis of amino acids
  D Xing; B Choi; Y Takizawa; R Fan; S Sugaya; M Tuchiya; N Ohkouchi; Y Chikaraishi
  Marine Ecology Progress Series, Inter-Research Science Center, 2020年
  研究論文（学術雑誌）
• Quantifying niche partitioning and multichannel feeding among tree squirrels
  Jonathan N. Pauli; Philip J. Manlick; Prarthana S. Dharampal; Yuko Takizawa; Yoshito Chikaraishi; Laura J. Niccolai; Jennifer A. Grauer; Kristina L. Black; Mario Garces Restrepo; Paula L. Perrig; Evan C. Wilson; Marie E. Martin; Mauriel Rodriguez Curras; Tiffany A. Bougie; Kimberly L. Thompson; Matthew M. Smith; Shawn A. Steffan
  Food Webs, 21, Elsevier Inc., 2019年12月01日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Extraterrestrial ribose and other sugars in primitive meteorites.
  Furukawa Y; Chikaraishi Y; Ohkouchi N; Ogawa N; Glavin D. P; Dworkin J. P; Abe C; Nakamura T
  PNAS, 116, 24440, 24445, 2019年11月, ［査読有り］
• Strong correspondence between nitrogen isotope composition of foliage and chlorin across a rainfall gradient: Implications for paleo-reconstruction of the nitrogen cycle
  Sara K.E. Goulden; Naohiko Ohkouchi; Katherine H. Freeman; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Hisami Suga; Oliver Chadwick; Benjamin Z. Houlton
  Biogeosciences, 16, 19, 3869, 3882, Copernicus GmbH, 2019年10月08日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Development of a Purification Method for Compound Specific Carbon Isotope Analysis of Phytosterols and Long-chain n-fatty Acids in Higher Plants
  Takeuchi Riko; Chikaraishi Yoshito; Ogawa Nanako O; Furota Satoshi; Ohkouchi Naohiko; Aoki Motohide; Uchida Tatsuya; Umemura Tomonari; Kumata Hidetoshi
  BUNSEKI KAGAKU, 68, 5, 297, 306, 2019年05月, ［査読有り］
  日本語
• Amino acid ¹⁵ N analysis reveals change in the importance of freshwater resources between the hunter-gatherer and farmer in the Neolithic upper Tigris
  Yu Itahashi; Yilmaz Selim Erdal; Halil Tekin; Lubna Omar; Yutaka Miyake; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Minoru Yoneda
  American Journal of Physical Anthropology, 168, 4, 676, 686, 2019年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Trophic declines and decadal-scale foraging segregation in three pelagic seabirds
  Morra Kaycee E; Chikaraishi Yoshito; Gandhi Hasand; James Helen F; Rossman Sam; Wiley Anne E; Raine Andre F; Beck Jessie; Ostrom Peggy H
  OECOLOGIA, 189, 2, 395, 406, 2019年02月, ［査読有り］
• Enhancing insights into foraging specialization in the world's largest fish using a multi-tissue, multi-isotope approach
  Alex S. J. Wyatt; Rui Matsumoto; Yoshito Chikaraishi; Yosuke Miyairi; Yusuke Yokoyama; Keiichi Sato; Nao Ohkouchi; Toshi Nagata
  ECOLOGICAL MONOGRAPHS, 89, 1, 2019年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Remarkable fractionation of nitrogen isotopes in anaerobic amino acid metabolisms
  Y. Takizawa; Y. Chikaraishi
  29th International Meeting on Organic Geochemistry, IMOG 2019, European Association of Geoscientists and Engineers, EAGE, 2019年
  英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Illustrating food web structure in a marine ecosystem via compound-specific isotope analysis of amino acids
  D. Xing; Y. Chikaraishi
  29th International Meeting on Organic Geochemistry, IMOG 2019, European Association of Geoscientists and Engineers, EAGE, 2019年
  英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Amino acid N analysis reveals change in the importance of freshwater resources between the hunter-gatherer and farmer in the Neolithic upper Tigris
  Itahashi, Yu; Erdal, Yilmaz Selim; Tekin, Halil; Omar, Lubna; Miyake, Yutaka; Chikaraishi, Yoshito; Ohkouchi, Naohiko; Yoneda, Minoru
  American journal of physical anthropology, 168, 4, 676, 686, WILEY, 2019年01月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, [OBJECTIVE] The inhabitants of several sites in the Upper Tigris Valley, such as Hakemi Use, domesticated animals and cereals during the Pottery Neolithic period, while the inhabitants in this valley were hunter-gatherers in the Pre-Pottery Neolithic period, consuming freshwater and terrestrial food resources. However, there is considerable uncertainty surrounding whether or not changes in dietary food composition accompanied the shift in food production away from foraging. In order to reveal the impact of the development of agriculture on the human diet over the Pre-Pottery and Pottery Neolithic periods in this region, we analyzed the isotopic compositions of amino acids from the farmers at the Hakemi Use Pottery Neolithic site, and compared them with those from the Pre-Pottery hunter-gatherers in the close region.
  [MATERIALS AND METHODS] Herein, we report the nitrogen isotopic compositions of amino acids, as well as both carbon and nitrogen isotopic compositions of bulk collagen, from human and faunal remains collected from Hakemi Use.
  [RESULTS] Whereas freshwater resources were consumed by hunter-gatherers in this region during the Pre-Pottery period, the δ N values of glutamic
• Molecular and isotopic compositions of nitrogen-containing organic molecules formed during UV-irradiation of simulated interstellar ice
  Haruna Sugahara; Yoshinori Takano; Shogo Tachibana; Iyo Sugawara; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Naohiko Ohkouchi; Akira Kouchi; Hisayoshi Yurimoto
  Geochemical Journal, 53, 1, 5, 20, 2019年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• 好熱性水素酸化細菌における始原的で可逆的なTCA回路
  Takuro NUNOURA; Yoshito CHIKARAISHI; Haruyuki ATOMI
  KAGAKU TO SEIBUTSU, 57, 1, 7, 9, Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry, 2018年12月20日
  研究論文（学術雑誌）
• Trophic structure and energy flow in a shallow-water hydrothermal vent: Insights from a stable isotope approach
  Chang Ni-Na; Lin Li-Hung; Tu Tzu-Hsuan; Jeng Ming-Shiou; Chikaraishi Yoshito; Wang Pei-Ling
  PLOS ONE, 13, 10, 2018年10月17日, ［査読有り］
• Insight into anaerobic methanotrophy from C-13/C-12- amino acids and C-14/C-12-ANME cells in seafloor microbial ecology
  Takano Yoshinori; Chikaraishi Yoshito; Imachi Hiroyuki; Miyairi Yosuke; Ogawa Nanako O; Kaneko Masanori; Yokoyama Yusuke; Krueger Martin; Ohkouchi Naohiko
  SCIENTIFIC REPORTS, 8, 2018年09月24日, ［査読有り］
• A new analytical method for determination of the nitrogen isotopic composition of methionine: Its application to aquatic ecosystems with mixed resources
  Ishikawa Naoto F; Chikaraishi Yoshito; Takano Yoshinori; Sasaki Yoko; Takizawa Yuko; Tsuchiya Masashi; Tayasu Ichiro; Nagata Toshi; Ohkouchi Naohiko
  LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY-METHODS, 16, 9, 607, 620, 2018年09月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Compound-specific isotope analysis of benthic foraminifer amino acids suggests microhabitat variability in rocky-shore environments
  Tsuchiya Masashi; Chikaraishi Yoshito; Nomaki Hidetaka; Sasaki Yoko; Tame Akihiro; Uematsu Katsuyuki; Ohkouchi Naohiko
  ECOLOGY AND EVOLUTION, 8, 16, 8380, 8395, 2018年08月, ［査読有り］
• Compound-specific isotope analysis of benthic foraminifer amino acids suggests microhabitat variability in rocky-shore environments
  Tsuchiya M; Chikaraishi Y; Nomaki H; Sasaki Y; Tame A; Uematsu K; Ohkouchi N
  Ecology and Evolution, 00, 1, 16, 2018年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Reply to “Comment on “Ecological niche of Neanderthals from Spy Cave revealed by nitrogen isotopes of individual amino acids in collagen.” [J. Hum. Evol. 93 (2016) 82–90]” [J. Hum. Evol. 117 (2018) 53–55]
  Yuichi I. Naito; Yoshito Chikaraishi; Dorothée G. Drucker; Naohiko Ohkouchi; Patrick Semal; Christoph Wißing; Hervé Bocherens
  Journal of Human Evolution, 117, 56, 60, 2018年04月01日, ［査読有り］
  英語
• A primordial and reversible TCA cycle in a facultatively chemolithoautotrophic thermophile.
  Takuro Nunoura; Yoshito Chikaraishi; Rikihisa Izaki; Takashi Suwa; Takaaki Sato; Takeshi Harada; Koji Mori; Yumiko Kato; Masayuki Miyazaki; Shigeru Shimamura; Katsunori Yanagawa; Aya Shuto; Naohiko Ohkouchi; Nobuyuki Fujita; Yoshihiro Takaki; Haruyuki Atomi; Ken Takai
  Science (New York, N.Y.), 359, 6375, 559, 563, 2018年02月02日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語
• Dining together: Reconstruction of Neolithic food consumption based on the δ¹⁵N values for individual amino acids at Tell el-Kerkh, northern Levant
  Yu Itahashi; Akira Tsuneki; Sean P. Dougherty; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Minoru Yoneda
  Journal of Archaeological Science: Reports, 17, 775, 784, 2018年02月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• 岩手県大槌・釜石沖合における海底環境の長期時系列観測
  小栗一将; 渡邉修一; 脇田昌英; 藤原義弘; 土田真二; 河戸 勝; 藤倉克則; 北里 洋
  日本水産学会誌, 84, 5, 885, 888, 2018年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Historical niche partitioning and long-term trophic shifts in Laurentian Great Lakes deepwater coregonines
  Chelsey Blanke; Yoshito Chikaraishi; M. Jake Vander Zanden
  Ecosphere, 9, 1, 2018年01月01日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Fractionation of stable nitrogen isotopes (15N/14N) during enzymatic deamination of glutamic acid: Implications for mass and energy transfers in the biosphere
  Akiko S. Goto; Kasumi Miura; Takashi Korenaga; Takashi Hasegawa; Naohiko Ohkouchi; Yoshito Chikaraishi
  Geochemical Journal, 52, 3, 273, 280, 2018年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Polychlorinated biphenyls (PCBs) in deep-sea organisms and sediments off Tohoku after the Great East Japan Earthquake in 2011
  Ogawa Nanako O; Ohkouchi Naohiko; Nomaki Hidetaka; Chikaraishi Yoshito; Fujikura Katsunori; Kitazato Hiroshi
  NIPPON SUISAN GAKKAISHI, 84, 5, 897, 900, 2018年, ［査読有り］
• Algal-derived 24-ethylcholesta-5,22-dien-3 beta-ol (stigmasterol) is frequently found in high-molecular-weight dissolved organic matter (HMW-DOM) during summer in freshwater and brackish lakes
  Urai Atsushi; Takahashi Koji; Chikaraishi Yoshito; Fukushima Kazuo
  GEOCHEMICAL JOURNAL, 52, 6, E15, E20, 2018年, ［査読有り］
• Algal-derived 24-ethylcholesta-5,22-dien-3 beta-ol (stigmasterol) is frequently found in high-molecular-weight dissolved organic matter (HMW-DOM) during summer in freshwater and brackish lakes
  Urai Atsushi; Takahashi Koji; Chikaraishi Yoshito; Fukushima Kazuo
  GEOCHEMICAL JOURNAL, 52, 4, E15, E20, 2018年, ［査読有り］
• Change in the δ15N value of plant amino acids on the phenology of leaf flush and senescence
  Takizawa Yuko; Chikaraishi Yoshito
  Researches in Organic Geochemistry, 33, 1, 1, 6, 2017年12月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Microbial Eukaryotes that Lack Sterols
  Kiyotaka Takishita; Yoshito Chikaraishi; Goro Tanifuji; Naohiko Ohkouchi; Tetsuo Hashimoto; Katsunori Fujikura; Andrew J. Roger
  JOURNAL OF EUKARYOTIC MICROBIOLOGY, 64, 6, 897, 900, 2017年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Advances in the application of amino acid nitrogen isotopic analysis in ecological and biogeochemical studies
  Naohiko Ohkouchi; Yoshito Chikaraishi; Hilary G. Close; Brian Fry; Thomas Larsen; Daniel J. Madigan; Matthew D. McCarthy; Kelton W. McMahon; Toshi Nagata; Yuichi I. Naito; Nanako O. Ogawa; Brian N. Popp; Shawn Steffan; Yoshinori Takano; Ichiro Tayasu; Alex S. J. Wyatt; Yasuhiko T. Yamaguchi; Yusuke Yokoyama
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 113, 150, 174, 2017年11月, ［査読有り］
  英語
• Trophic position and dietary breadth of bats revealed by nitrogen isotopic composition of amino acids
  Caitlin J. Campbell; David M. Nelson; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi
  SCIENTIFIC REPORTS, 7, 2017年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Fractionation of nitrogen isotopes during amino acid metabolism in heterotrophic and chemolithoautotrophic microbes across Eukarya, Bacteria, and Archaea: Effects of nitrogen sources and metabolic pathways
  Yasuhiko T. Yamaguchi; Yoshito Chikaraishi; Yoshinori Takano; Nanako O. Ogawa; Hiroyuki Imachi; Yusuke Yokoyama; Naohiko Ohkouchi
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 111, 101, 112, 2017年09月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Comparing compound-specific and bulk stable nitrogen isotope trophic discrimination factors across multiple freshwater fish species and diets
  Chelsey M. Blanke; Yoshito Chikaraishi; Yuko Takizawa; Shawn A. Steffan; Prarthana S. Dharampal; M. Jake Vander Zanden
  CANADIAN JOURNAL OF FISHERIES AND AQUATIC SCIENCES, 74, 8, 1291, 1297, 2017年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Trophic interaction among organisms in a seagrass meadow ecosystem as revealed by bulk δ13C and amino acid δ15N analyses
  Bohyung Choi; Sun-Yong Ha; Jae Seong Lee; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Kyung-Hoon Shin
  Limnology and Oceanography, 62, 4, 1426, 1435, Wiley Blackwell, 2017年07月01日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Trophic interaction among organisms in a seagrass meadow ecosystem as revealed by bulk delta C-13 and amino acid delta N-15 analyses
  Bohyung Choi; Sun-Yong Ha; Jae Seong Lee; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Kyung-Hoon Shin
  LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY, 62, 4, 1426, 1435, 2017年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Isotopic analyses suggest mammoth and plant in the diet of the oldest anatomically modern humans from far southeast Europe
  Dorothee G. Drucker; Yuichi I. Naito; Stephane Pean; Sandrine Prat; Laurent Crepin; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Simon Puaud; Martina Laznickova-Galetova; Marylene Patou-Mathis; Aleksandr Yanevich; Herve Bocherens
  SCIENTIFIC REPORTS, 7, 2017年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Preference for fish in a Neolithic hunter-gatherer community of the upper Tigris, elucidated by amino acid delta N-15 analysis
  Yu Itahashi; Yutaka Miyake; Osamu Maeda; Osamu Rondo; Hitomi Hongo; Wim Van Neer; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Minoru Yoneda
  JOURNAL OF ARCHAEOLOGICAL SCIENCE, 82, 40, 49, 2017年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Microbial Eukaryotes that Lack Sterols
  Takishita, Kiyotaka; Chikaraishi, Yoshito; Tanifuji, Goro; Ohkouchi, Naohiko; Hashimoto, Tetsuo; Fujikura, Katsunori; Roger, Andrew J
  The Journal of eukaryotic microbiology, 64, 6, 897, 900, WILEY, 2017年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, It is widely held that sterols are key cyclic triterpenoid lipids in eukaryotic cell membranes and are synthesized through oxygen-dependent multi-enzyme pathways. However, there are known exceptions-ciliated protozoans, such as Tetrahymena, along with diverse low-oxygen adapted eukaryotes produce, instead of sterols, the cyclic triterpenoid lipid tetrahymanol that does not require molecular oxygen for its biosynthesis. Here, we report that a number of anaerobic microbial eukaryotes (protists) utilize neither sterols nor tetrahymanol in their membranes. The lack of detectable sterol-like compounds in their membranes may provide an opportunity to reconsider the physiological function of sterols and sterol-like lipids in eukaryotes. This article is protected by copyright. All rights reserved.
• Intra-trophic isotopic discrimination of N-15/N-14 for amino acids in autotrophs: Implications for nitrogen dynamics in ecological studies
  Yuko Takizawa; Prarthana S. Dharampal; Shawn A. Steffan; Yoshinori Takano; Naohiko Ohkouchi; Yoshito Chikaraishi
  ECOLOGY AND EVOLUTION, 7, 9, 2916, 2924, 2017年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Genomic Evidence that Methanotrophic Endosymbionts Likely Provide Deep-Sea Bathymodiolus Mussels with a Sterol Intermediate in Cholesterol Biosynthesis
  Kiyotaka Takishita; Yoshihiro Takaki; Yoshito Chikaraishi; Tetsuro Ikuta; Genki Ozawa; Takao Yoshida; Naohiko Ohkouchi; Katsunori Fujikura
  GENOME BIOLOGY AND EVOLUTION, 9, 5, 1148, 1160, 2017年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Unpacking brown food-webs: Animal trophic identity reflects rampant microbivory
  Shawn A. Steffan; Yoshito Chikaraishi; Prarthana S. Dharampal; Jonathan N. Pauli; Christelle Guedot; Naohiko Ohkouchi
  ECOLOGY AND EVOLUTION, 7, 10, 3532, 3541, 2017年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Integrated trophic position decreases in more diverse communities of stream food webs
  Naoto F. Ishikawa; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Aya R. Murakami; Ichiro Tayasu; Hiroyuki Togashi; Jun-ichi Okano; Yoichiro Sakai; Tomoya Iwata; Michio Kondoh; Noboru Okuda
  SCIENTIFIC REPORTS, 7, 2017年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Consistency in coral skeletal amino acid composition offshore of Palau in the western Pacific warm pool indicates no impact of decadal variability in nitricline depth on primary productivity
  Branwen Williams; Benoit Thibodeau; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Andrew Walnum; Andréa G. Grottoli; Patrick L. Colin
  Limnology and Oceanography, 62, 2, 399, 407, Wiley Blackwell, 2017年03月01日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Trophic discrimination factor of nitrogen isotopes within amino acids in the dobsonfly Protohermes grandis (Megaloptera: Corydalidae) larvae in a controlled feeding experiment
  Naoto F. Ishikawa; Fumio Hayashi; Yoko Sasaki; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi
  ECOLOGY AND EVOLUTION, 7, 6, 1674, 1679, 2017年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Consistency in coral skeletal amino acid composition offshore of Palau in the western Pacific warm pool indicates no impact of decadal variability in nitricline depth on primary productivity
  Branwen Williams; Benoit Thibodeau; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Andrew Walnum; Andrea G. Grottoli; Patrick L. Colin
  LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY, 62, 2, 399, 407, 2017年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Broad-scale trophic shift in the pelagic North Pacific revealed by an oceanic seabird
  Peggy H. Ostrom; Anne E. Wiley; Helen F. James; Sam Rossman; William A. Walker; Elise F. Zipkin; Yoshito Chikaraishi
  PROCEEDINGS OF THE ROYAL SOCIETY B-BIOLOGICAL SCIENCES, 284, 1851, 2017年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Nitrogen Isotopic Fractionation in Ammonia during Adsorption on Silicate Surfaces
  Haruna Sugahara; Yoshinori Takano; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi
  ACS EARTH AND SPACE CHEMISTRY, 1, 1, 24, 29, 2017年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• A monitoring result of polychlorinated biphenyls (PCBs) in deep-sea organisms and sediments off Tohoku during 2012-2014: temporal variation and the relationship with the trophic position
  Ohkouchi Naohiko; Shibata H; Chikaraishi Y; Nomaki H; Ogawa N. O; Nagata T; Goto T; Fujikura K; Kitazato H
  JOURNAL OF OCEANOGRAPHY, 72, 4, 629, 639, 2016年08月, ［査読有り］
  英語
• Evidence for herbivorous cave bears (Ursus spelaeus) in Goyet Cave, Belgium: implications for palaeodietary reconstruction of fossil bears using amino acid N-15 approaches
  Yuichi I. Naito; Mietje Germonpre; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Dorothee G. Drucker; Keith A. Hobson; Mark A. Edwards; Christoph Wissing; Herve Bocherens
  JOURNAL OF QUATERNARY SCIENCE, 31, 6, 598, 606, 2016年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Ecological niche of Neanderthals from Spy Cave revealed by nitrogen isotopes of individual amino acids in collagen
  Yuichi I. Naito; Yoshito Chikaraishi; Dorothee G. Drucker; Naohiko Ohkouchi; Patrick Semal; Christoph Wissing; Herve Bocherens
  JOURNAL OF HUMAN EVOLUTION, 93, 82, 90, 2016年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Organic Reference Materials for Hydrogen, Carbon, and Nitrogen Stable Isotope-Ratio Measurements: Caffeines, n-Alkanes, Fatty Acid Methyl Esters, Glycines, L-Valines, Polyethylenes, and Oils
  Arndt Schimmelrnann; Haiping Qi; Tyler B. Coplen; Willi A. Brand; Jon Fong; Wolfram Meier-Augenstein; Helen F. Kemp; Blaza Toman; Annika Ackermann; Sergey Assonov; Anita T. Aerts-Bijma; Ramona Brejcha; Yoshito Chikaraishi; Tamim Darwish; Martin Elsner; Matthias Gehre; Heike Geilmann; Manfred Groeing; Jean-Francois Helie; Sara Herrero-Martin; Harro A. J. Meijer; Peter E. Sauer; Alex L. Sessions; Roland A. Werner
  ANALYTICAL CHEMISTRY, 88, 8, 4294, 4302, 2016年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• An overview of methods used for the detection of aquatic resource consumption by humans: Compound-specific delta N-15 analysis of amino acids in archaeological materials
  Yuichi I. Naito; Hervé Bocherens; Yoshito Chikaraishi; Dorothée G. Drucker; Christoph Wißing; Minoru Yoneda; Naohiko Ohkouchi
  Journal of Archaeological Science: Reports, 6, 720, 732, 2016年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• 震災がもたらした瓦礫の動向について.
  藤倉 克則; 藤原 義弘; 高橋 幸愛; 大河内 直彦; 北里 洋
  日本水産学会誌, 82, 2, 136, Nihon Suisan Gakkai, 2016年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
• アミノ酸（ピバロイル/ イソブチルエステル誘導体）のGC/MS による解析
  高野 淑識; 力石 嘉人; 大河内 直彦
  Researches in Organic Geochemistry, 32, 1, 1, 18, 日本有機地球化学会, 2016年, ［査読有り］
  日本語,

  We report an analytical procedure of gas chromatography / mass spectrometry (GC / MS) focusing on chromatographic enantiomer separations and the corresponding mass spectra. We used N-pivaloyl isobutyl esters of amino acids to show the summary of retention time and those of mass fragmentation patters. To avoid matrix effect from biogeochemical samples, we optimized the entire experimental flow showing an optional wet chemical treatment for the purification of amino acids. We separated both of protein and non-protein type amino acids derived from the samples, including prokaryotic soft-tissues, freshwater / marine biological hard-tissues, and a deep-sea serpentine sample. Present derivatization procedures of amino acids as pivaloyl / isobutyl esters can be switchable on the diastereomers with the use of S-(+)-2-butyl esters or R-(-)-2-butyl esters. The present method will be applied into a further description of enantiomer-specific isotopic composition of individual amino acid.

• Organic matter transfer in Lake Superior's food web: Insights from bulk and molecular stable isotope and radiocarbon analyses.
  Kruger, B.R; Werne, J.P; Branstrator, D.K; Hrabik, T.R; Chikaraishi, Y; Ohkouchi, N; Minor, E.C
  Limnology and Oceanography, 61, 1, 149, 164, 2016年, ［査読有り］
• Amino acid compositions in heated carbonaceous chondrites and their compound-specific nitrogen isotopic ratios
  Queenie Hoi Shan Chan; Yoshito Chikaraishi; Yoshinori Takano; Nanako O. Ogawa; Naohiko Ohkouchi
  EARTH PLANETS AND SPACE, 68, 2016年01月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Beneficial or not? Decoding carnivore roles in plant protection
  Shawn A. Steffan; Yoshito Chikaraishi; David R. Horton; Eugene Miliczky; Juan E. Zalapa; Vincent P. Jones; Naohiko Ohkouchi
  BIOLOGICAL CONTROL, 91, 34, 41, 2015年12月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Microbes are trophic analogs of animals
  Shawn A. Steffan; Yoshito Chikaraishi; Cameron R. Currie; Heidi Horn; Hannah R. Gaines-Day; Jonathan N. Pauli; Juan E. Zalapa; Naohiko Ohkouchi
  PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 112, 49, 15119, 15124, 2015年12月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Variation in the nitrogen isotopic composition of amino acids in benthic foraminifera: Implications for their adaptation to oxygen-depleted environments
  Hidetaka Nomaki; Yoshito Chikaraishi; Masashi Tsuchiya; Takashi Toyofuku; Hisami Suga; Yoko Sasaki; Katsuyuki Uematsu; Akihiro Tame; Naohiko Ohkouchi
  LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY, 60, 6, 1906, 1916, 2015年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Approach to determine individual trophic level and the difference in food sources of Japanese anchovy Engraulis japonicus in Sagami Bay, based on compound-specific nitrogen stable isotope analysis of amino acids
  Shunsaku Miyachi; Takeyuki Mayahara; Kouji Tsushima; Katsuhiro Sasada; Eiichi Kohno; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi
  FISHERIES SCIENCE, 81, 6, 1053, 1062, 2015年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Re-evaluation of nutrient sources for deep-sea wood-boring bivalves using the isotopic composition of bulk C, N, S, and amino acid nitrogen
  Toshiro Yamanaka; Sho Shimamura; Yoshito Chikaraishi; Takuma Haga; Yoshihiro Fujiwara
  MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES, 540, 157, 165, 2015年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Uncovering the trophic relationship between Themisto gaudichaudii and Salpa thompsoni in the Antarctic Polar Frontal Zone
  Svenja Kruse; Evgeny A. Pakhomov; Brian P. V. Hunt; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Ulrich Bathmann
  MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES, 529, 63, 74, 2015年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Diet quality influences isotopic discrimination among amino acids in an aquatic vertebrate
  Yoshito Chikaraishi; Shawn A. Steffan; Yoshinori Takano; Naohiko Ohkouchi
  ECOLOGY AND EVOLUTION, 5, 10, 2048, 2059, 2015年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Isolation of underivatized amino acids by ion-pair high performance liquid chromatography for precise measurement of nitrogen isotopic composition of amino acids: Development of comprehensive LC x GC/C/IRMS method
  Yoshinori Takano; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi
  INTERNATIONAL JOURNAL OF MASS SPECTROMETRY, 379, 16, 25, 2015年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Biochemical and physiological bases for the use of carbon and nitrogen isotopes in environmental and ecological studies
  Naohiko Ohkouchi; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Hiroyuki Tanaka; Eitaro Wada
  PROGRESS IN EARTH AND PLANETARY SCIENCE, 2, 2015年02月, ［査読有り］
  英語
• Variation in the nitrogen isotopic composition of amino acids in benthic foraminifera: Implications for their adaptation to oxygen-depleted environments
  Hidetaka Nomaki; Yoshito Chikaraishi; Masashi Tsuchiya; Takashi Toyofuku; Hisami Suga; Yoko Sasaki; Katsuyuki Uematsu; Akihiro Tame; Naohiko Ohkouchi
  Limnology and Oceanography, 60, 6, 1906, 1916, Wiley Blackwell, 2015年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 安定同位体分析による北西太平洋におけるカタクチイワシとマイワシの栄養段階と食源の推定.
  宮地 俊作; 馬谷原 武之; 對馬 孝治; 笹田 勝寛; 河野 英一; 川端 淳; 力石 嘉人; 小川 奈々子; 大河内 直彦
  日本生物地理学会会報, 70, 33, 41, 2015年, ［査読有り］
• イオンペアクロマトグラフィー／電子スプレーイオン化質量分析法 (LC/ESI-MS)によるアミノ酸のマススペクトル解析
  高野 淑識; 力石 嘉人; 大河内 直彦
  Researches in Organic Geochemistry, 31, 1, 33, 49, 2015年, ［査読有り］
• Are baby sprouts eating the proteins in the mother sweet potato?
  Researches in Organic Geochemistry
  Researches in organic geochemistry, 30, 1, 29, 32, 日本有機地球化学会, 2014年12月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Sweet potatoes sometimes sprout the purple color of stems with several small leaves in the house pantry. In the present study, we investigated the trophic hierarchy between a mother sweet potato and its baby sprouts grown without any light in a dark house pantry, based on stable nitrogen isotopic composition (δ^<15>N,‰ vs. AIR) of glutamic acid and phenylalanine. The isotope data reveal that glutamic acid has a significant ^<15>N-enrichment (by 6.9‰) from the mother sweet potato to its baby sprout while phenylalanine has a little ^<15>5N-enrichment (by 0.6‰) between them. Interestingly, the isotopic heterogeneity found within the sweet potato is very similar to the isotopic discrimination generally found in the combination between plants and herbivores during grazing food webs (ca. 8.0‰ for glutamic acid and ca. 0.4‰ for phenylalanine). These results suggest that the proteins in the mother sweet potatoes are major resources for not only proteins in their baby sprouts but also growth energy in the sprouting, when they are grown heterotrophically without any light.
• Nitrate uptake by foraminifera and use in conjunction with endobionts under anoxic conditions
  Hidetaka Nomaki; Yoshito Chikaraishi; Masashi Tsuchiya; Takashi Toyofuku; Naohiko Ohkouchi; Katsuyuki Uematsu; Akihiro Tame; Hiroshi Kitazato
  LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY, 59, 6, 1879, 1888, 2014年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Influence of nitrogen substrates and substrate C:N ratios on the nitrogen isotopic composition of amino acids from the marine bacterium Vibrio harveyi
  K. Maki; N. Ohkouchi; Y. Chikaraishi; H. Fukuda; T. Miyajima; T. Nagata
  GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 140, 521, 530, 2014年09月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• High-resolution food webs based on nitrogen isotopic composition of amino acids
  Yoshito Chikaraishi; Shawn A. Steffan; Nanako O. Ogawa; Naoto F. Ishikawa; Yoko Sasaki; Masashi Tsuchiya; Naohiko Ohkouchi
  ECOLOGY AND EVOLUTION, 4, 12, 2423, 2449, 2014年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• New Amino Acid Reference Materials for Stable Nitrogen Isotope Analysis
  Rie Sato; Hidehiko Kawanishi; Arnd Schimmelmann; Yaeko Suzuki; Yoshito Chikaraishi
  BUNSEKI KAGAKU, 63, 5, 399, 403, 2014年05月, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Quantitative Analysis of Coenzyme F430 in Environmental Samples: A New Diagnostic Tool for Methanogenesis and Anaerobic Methane Oxidation
  Masanori Kaneko; Yoshinori Takano; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Susumu Asakawa; Takeshi Watanabe; Seigo Shima; Martin Krueger; Makoto Matsushita; Hiroyuki Kimura; Naohiko Ohkouchi
  ANALYTICAL CHEMISTRY, 86, 7, 3633, 3638, 2014年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Stable Nitrogen Isotope Analysis of Amino Acids by Using Gas Chromatography/Isotope Ratio Mass Spectrometry (GC/IRMS) System with High-temperature Combustion Interface
  Kyoko Kamata; Yoshito Chikaraishi
  BUNSEKI KAGAKU, 63, 3, 279, 282, 2014年03月, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• C4植物の有機態窒素利用：アミノ酸の同位体比解析から得られた証拠
  力石 嘉人; 高野 淑識; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 61, 23, 23, 日本地球化学会, 2014年
  日本語, 本研究では，インゲン（C3植物）とトウモロコシ（C4植物）の苗の土壌に0.1mMの13C-15Nロイシン水溶液100mLを与え，苗葉中のアミノ酸の13C，15N濃度の変化を調べた。その結果，(1) C3植物では土壌アミノ酸の直接的な摂取が行われていないことを確認し，また一方で，(2) C4植物はC3植物とは異なり，土壌中のアミノ酸を直接取り込み，それを利用する能力があることがわかった。
• 現代人は何を食べているか？ 爪のアミノ酸窒素同位体比からみた食性解析
  大河内 直彦; 力石 嘉人
  日本地球化学会年会要旨集, 61, 24, 24, 日本地球化学会, 2014年
  日本語, タンパク質を構成しているアミノ酸の窒素安定同位体比は，栄養段階の指標として用いることができる。現在，海棲生物，陸上C3植物系，陸上C4植物系の３種類の式が知られており，いずれの応用例もこれまでの生態学で得られた知見と非常によく一致する。本講演では，この方法論を現代人の爪に応用し，現代人の食性解析を行った結果を報告する。測定対象となったのは，日本人だけでなく欧州や南北アメリカ大陸の人々から採取さいた試料である。さらに日本人については，マーケットで売られている肉，野菜，魚などの多数の食品についても分析し，それらとの関係について考察する。
• Refinement of reconstructed ancient food webs based on the nitrogen isotopic compositions of amino acids from bone collagen: A case study of archaeological herbivores from Tell Ain el-Kerkh, Syria
  Yu Itahashi; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Minoru Yoneda
  GEOCHEMICAL JOURNAL, 48, 6, E15, E19, 2014年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 13C/12C Signatures in Plants and Algae
  Y. Chikaraishi
  Treatise on Geochemistry: Second Edition, 12, 95, 123, Elsevier Inc., 2013年11月, ［査読有り］
  英語, 論文集(書籍)内論文
• Trophic position estimates of formalin-fixed samples with nitrogen isotopic compositions of amino acids: an application to gobiid fish (Isaza) in Lake Biwa, Japan
  Ogawa Nanako O; Chikaraishi Y; Ohkouchi N
  ECOLOGICAL RESEARCH, 28, 5, 697, 702, 2013年09月, ［査読有り］
  英語
• Trophic Hierarchies Illuminated via Amino Acid Isotopic Analysis
  Shawn A. Steffan; Yoshito Chikaraishi; David R. Horton; Naohiko Ohkouchi; Merritt E. Singleton; Eugene Miliczky; David B. Hogg; Vincent P. Jones
  PLOS ONE, 8, 9, 2013年09月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Nitrogen isotopic composition of collagen amino acids as an indicator of aquatic resource consumption: insights from Mesolithic and Epipalaeolithic archaeological sites in France
  Yuichi I. Naito; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Dorothee G. Drucker; Herve Bocherens
  WORLD ARCHAEOLOGY, 45, 3, 338, 359, 2013年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Evaluation of carnivory in inland Jomon hunter-gatherers based on nitrogen isotopic compositions of individual amino acids in bone collagen
  Yuichi I. Naito; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Minoru Yoneda
  JOURNAL OF ARCHAEOLOGICAL SCIENCE, 40, 7, 2913, 2923, 2013年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• A preliminary estimate of the trophic position of the deep-water ram's horn squid Spirula spirula based on the nitrogen isotopic composition of amino acids
  Naohiko Ohkouchi; Ryuichi Tsuda; Yoshito Chikaraishi; Kazushige Tanabe
  MARINE BIOLOGY, 160, 4, 773, 779, 2013年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Spatial distribution of sister species of vesicomyid bivalves Calyptogena okutanii and Calyptogena soyoae along an environmental gradient in chemosynthetic biological communities in Japan
  Hiromi Watanabe; Eriko Seo; Yoshimi Takahashi; Takao Yoshida; Shigeaki Kojima; Katsunori Fujikura; Hiroshi Miyake
  JOURNAL OF OCEANOGRAPHY, 69, 1, 129, 134, 2013年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• A low trophic position of Japanese eel larvae indicates feeding on marine snow
  Michael J. Miller; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Yoshiaki Yamada; Katsumi Tsukamoto; Naohiko Ohkouchi
  BIOLOGY LETTERS, 9, 1, 2013年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Deuterium depletion in the fatty acids from beef
  Kanji Aoyagi; Akiko S. Goto; Tatsuya Fujino; Takashi Korenaga; Yoshito Chikaraishi
  Researches in Organic Geochemistry, 29, 65, 69, 日本有機地球化学会, 2013年, ［査読有り］
  英語, We examined stable hydrogen (δD, ‰ relative to V-SMOW) and carbon isotopic compositions (δ^<13>C, ‰ relative to V-PDB) of fatty acids extracted from beef, and compared them with those from feeds (mixtures of plant materials) for the cattle. The δD value of stearic acid in beef is similar to that in the feeds, whereas the palmitic and oleic acids in beef are both significantly depleted in D (by ca. 60‰) as compared with the corresponding acids in the feeds. On the other hand, these fatty acids in beef are enriched in ^<13>C (by up to 5.7‰) relative to the corresponding acids in the feeds. Thus, the isotopic compositions of fatty acids in beef are not identical to those in the feeds. These results suggest that fatty acids in beef are an admixture of fatty acids derived from de novo biosynthesis in the cattle and from the feeds, and may imply that a considerable D-depletion process (e.g., hydrogenation of feed-derived fatty acids and/or dehydrogenation-hydrogenation cycling) occur in the fatty acids of the cattle.
• Reprint of "Stable hydrogen and carbon isotopic compositions of long-chain (C-21-C-33) n-alkanes and n-alkenes in insects"
  Yoshito Chikaraishi; Masanori Kaneko; Naohiko Ohkouchi
  GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 111, 78, 87, 2013年01月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Stable hydrogen and carbon isotopic compositions of long-chain (C-21-C-33) n-alkanes and n-alkenes in insects
  Yoshito Chikaraishi; Masanori Kaneko; Naohiko Ohkouchi
  GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 95, 53, 62, 2012年10月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Interlaboratory Comparison of Carbon, Nitrogen, and Oxygen Isotope Ratios in Organic Chemicals Using Elemental Analyzer-Isotope Ratio Mass Spectrometer
  Yaeko Suzuki; Yoshito Chikaraishi; Keita Yamada; Naohiro Yoshida
  BUNSEKI KAGAKU, 61, 9, 805, 810, 2012年09月, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Algivore or Phototroph? Plakobranchus ocellatus (Gastropoda) Continuously Acquires Kleptoplasts and Nutrition from Multiple Algal Species in Nature
  Taro Maeda; Euichi Hirose; Yoshito Chikaraishi; Masaru Kawato; Kiyotaka Takishita; Takao Yoshida; Heroen Verbruggen; Jiro Tanaka; Shigeru Shimamura; Yoshihiro Takaki; Masashi Tsuchiya; Kenji Iwai; Tadashi Maruyama
  PLOS ONE, 7, 7, 2012年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• アミノ酸の窒素安定同位体比から生き物の栄養段階を読み解く
  大河内 直彦; 力石 嘉人; 小川 奈々子
  化学と生物, 50, 6, 430, 434, 日本農芸化学会, 2012年06月01日
  日本語, 生体中に含まれるアミノ酸の窒素安定同位体比を精密に測定することによって，自然界に暮らす生き物の栄養段階を推定する方法が開発された．この手法を用いれば，各種生態系の解析に役立つだけでなく，環境変化が生物の食性に及ぼしてきた影響や，過去の人類の食性など，さまざまな応用研究が可能になる．
• Lateral transfer of tetrahymanol-synthesizing genes has allowed multiple diverse eukaryote lineages to independently adapt to environments without oxygen
  Kiyotaka Takishita; Yoshito Chikaraishi; Michelle M. Leger; Eunsoo Kim; Akinori Yabuki; Naohiko Ohkouchi; Andrew J. Roger
  BIOLOGY DIRECT, 7, 2012年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Methyl and ethyl chloroformate derivatizations for compound-specific stable isotope analysis of fatty acids-II
  Aoyagi Kanji; Yamanaka Atsuko; Goto Akiko S.; Fujino Tatsuya; Korenaga Takashi; Chikaraishi Yoshito
  Researches in Organic Geochemistry, 28, 27, 30, 日本有機地球化学会, 2012年, ［査読有り］
  英語, Methyl (MCF) and ethyl chloroformate (ECF) derivatizations are potentially useful for rapid and simple esterification (i.e., at room temperature for 5 min) prior to compound-specific stable isotope analysis (CSIA) of fatty acids. In this study, we have used acetonitrile as an organic solvent in the esterification process to improve the yields of derivatives, and we evaluated whether the improved esterification is suitable for carbon and hydrogen CSIA. Six saturated (14:0, 16:0, 18:0, 20:0, 22:0, and 24:0) and three unsaturated (18:1 n-9, 18:2 n-6, and 18:3 n-3) fatty acids were used in this study. The yields of derivatives are 67-107% for MCF and 84-89% for ECF derivatizations, which are approximately twice the yields obtained in MCF and ECF derivatizations that did not use acetonitrile. The accuracy of the CSIA is <±0.4‰ (1σ) for carbon and <± 11‰ (1σ) for hydrogen, with no significant differences in these uncertainties observed for saturated and unsaturated fatty acids. Thus, MCF and ECF derivatizations using acetonitrile are suitable for the CSIA of fatty acids.
• アミノ酸窒素同位体比によるバイカル湖生態系の解析
  小川 奈々子; 力石 嘉人; 和田 英太郎; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 59, 186, 一般社団法人日本地球化学会, 2012年
  日本語, アミノ酸窒素同位体比による生態系解析手法では、生物による窒素代謝におけるフェニルアラニンとグルタミン酸の窒素安定同位体比の挙動の差から各生物の栄養段階を推定する。本研究ではシベリアに位置する巨大な古代湖であり、数多くの固有種が存在するバイカル湖沖帯生態系生物について、アミノ酸窒素安定同位体比による食物網解析手法を応用し、アミノ酸窒素安定同位体比分布と生態系構造についての解析した。各沖帯生物の栄養段階は、一次生産者の珪藻が1.0、動物プランクトンのコペポーダが2.0、端脚類が2.2を示し、これらを捕食するコレゴヌス科の魚は3.3~3.8を示した。魚食魚の浮遊性カジカ類は4.2～4.4であった。バイカルアザラシは5.0となり最高次の捕食者であることが示された。個々のアミノ酸窒素安定同位体比分布からは、湖内の環境変動が大きいことも推察され、本手法の環境動態変動に対する解析ツールとしての有用性が示唆された。
• 分子内同位体比で観る海底下のアーキアの生態 : エーテル脂質分子内のサルベージ経路と新生経路を例にして
  高野 淑識; 力石 嘉人; 大河内 直彦
  地球化学, 46, 2, 113, 128, 日本地球化学会, 2012年
  日本語, Since the first classification by Woese and Fox (1977), Archaea, one of three domains of life, had been originally believed to exist in extreme environments including high temperature, high salinity, low oxygen concentration. However, recent advances in molecular and phylogenic approaches revealed their widespread distribution in marine and terrestrial environment including deep subsurface biosphere. The planktonic and benthic archaeal assemblages include two major phyla Euryarchaeota and Crenarchaeota. The novel phylum have been also proposed recently as Thaumarchaota, Korarchaota, and Nanoarchaeota. To elucidate unknown archaeal ecology, we evaluated intra-molecular isotopic composition to focus into archaeal membrane lipid biosynthesis using ¹³C-tracing techniques. The novel molecular diagnosis showed heterogenous ¹³C-incorporation driven by salvage (recycling) and de novo pathways in energy-limited environment such as deep-sea environments. Here, we reviewed the recent knowledge of prokaryotic ecology and biogeochemistry from intra-molecular isotopic signatures.
• Does the symbiotic scale-worm feed on the host mussel in deep-sea vent fields? Researches in Organic Geochemistry
  Takahashi, Y; Y. Sasaki; Y. Chikaraishi; M. Tsuchiya; H. Watanabe; T. Asahida; T. Maruyama; K. Fujikura
  Researches in Organic Geochemistry, 28, 23, 26, 日本有機地球化学会, 2012年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, The scale-worm Branchipolynoe pettiboneae is frequently found in the mantle cavity of Bathymodiolus mussels living in hydrothermal vents and seeps around Japan. To investigate its feeding habits and symbiotic relationship with the host mussels, we determined the stable nitrogen isotopic composition of glutamic acid and phenylalanine for representative scale-worms including a symbiotic juvenile and a symbiotic adult, both with their host mussels, and a free-living adult, collected from hydrothermal vents of the Hatoma Knoll (〜1532 m in depth) in the Okinawa Trough, Japan. The isotopic data suggested the feeding habits that Bathymodiolus platifrons is a major source of amino acids for symbiotic adult scale-worm but not for free-living adult and symbiotic juvenile scale-worms.
• Molecular Paleohydrology: Interpreting the Hydrogen- Isotopic Composition of Lipid Biomarkers from Photosynthesizing Organisms
  Dirk Sachse; Isabelle Billault; Gabriel J. Bowen; Yoshito Chikaraishi; Todd E. Dawson; Sarah J. Feakins; Katherine H. Freeman; Clayton R. Magill; Francesca A. McInerney; Marcel T. J. van der Meer; Pratigya Polissar; Richard J. Robins; Julian P. Sachs; Hanns-Ludwig Schmidt; Alex L. Sessions; James W. C. White; Jason B. West; Ansgar Kahmen
  ANNUAL REVIEW OF EARTH AND PLANETARY SCIENCES, VOL 40, 40, 221, 249, 2012年, ［査読有り］
  英語, 論文集(書籍)内論文
• Mammalian DNA delta N-15 exhibits 40 parts per thousand intramolecular variation and is unresponsive to dietary protein level
  Maggie S. Strable; Carolyn L. Tschanz; Behzad Varamini; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; J. Thomas Brenna
  RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY, 25, 23, 3555, 3562, 2011年12月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• アミノ酸の窒素同位体比を用いた生物の栄養段階の解析 : 陸上環境を含めた生物生態系の解明に向けて(<特集>有機化合物の安定同位体比を用いた有機地球化学的研究の発展とその応用(Part II))
  力石 嘉人; 高野 淑識; 小川 奈々子; 佐々木 瑶子; 土屋 正史; 大河内 直彦
  Researches in organic geochemistry, 27, 3, 11, 日本有機地球化学会, 2011年09月30日
  日本語, Recent evidences have suggested that compound-specific stable isotope analysis (CSIA) of amino acids has been employed as a new powerful method with that enables the estimation of trophic level of organisms in not only aquatic but also terrestrial food webs. This CSIA approach is based on contrasting the ^<15>N-enrichment with each trophic level between two common amino acids: glutamic acid shows significant enrichment of +8.0‰ with each trophic level, whereas phenylalanine shows little enrichment of +0.4‰. These ^<15>N-enrichments are well consistent in both aquatic and terrestrial organis...
• N-15/N-14 ratios of amino acids as a tool for studying terrestrial food webs: a case study of terrestrial insects (bees, wasps, and hornets)
  Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Hideyuki Doi; Naohiko Ohkouchi
  ECOLOGICAL RESEARCH, 26, 4, 835, 844, 2011年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• マイワシとカタクチイワシの栄養段階と食源:全窒素・炭素及びアミノ酸窒素の安定同位体比を用いた食性解析
  宮地俊作; 馬谷原武之; 對馬孝治; 笹田勝寛; 河野英一; 伊藤絹子; 川端淳; 力石嘉人; 小川奈々子; 大河内直彦
  日本水産学会大会講演要旨集, 2011, 77, 2011年03月27日
  日本語
• Temperature effect on leaf water deuterium enrichment and isotopic fractionation during leaf lipid biosynthesis: Results from controlled growth of C-3 and C-4 land plants
  Youping Zhou; Kliti Grice; Yoshito Chikaraishi; Hilary Stuart-Williams; Graham D. Farquhar; Naohiko Ohkouchi
  PHYTOCHEMISTRY, 72, 2-3, 207, 213, 2011年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• アミノ酸窒素安定同位体比を用いた生態系の解析
  小川 奈々子; 力石 嘉人; 和田 英太郎; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 58, 91, 91, 日本地球化学会, 2011年
  生物を構成する有機物の安定同位体比は、生態系における一次生産者の光合成メカニズムや基質、食物連鎖の構造や変化などを解析する上で、優れた指標である。生物を構成するアミノ酸では、捕食による窒素代謝の過程で、アミノ酸の種類により15N濃縮の大きさに差が生じることが明らかとなってきた。この結果はほとんどの水界生態系・陸上生態系生物に共通しており、こうしたアミノ酸窒素安定同位体比の比較から、生態系生物の栄養段階の算出も可能となる。本講演ではバイカル湖での結果を中心に、私たちの研究グループにおけるアミノ酸の分子レベル窒素安定同位体比を用いた生態系生物に関する研究について紹介する。
• アミノ酸の窒素同位体比分析を用いた先史日本人集団の食性復元
  内藤 裕一; Honch Noah; 力石 嘉人; 大河内 直彦; 米田 穣
  日本地球化学会年会要旨集, 58, 0, 151, 151, 一般社団法人日本地球化学会, 2011年, ［査読有り］
  先史日本人の食性を復元するために、様々な遺跡から出土した人骨・動物遺存体試料についてアミノ酸の窒素同位体分析を試みた。分析の結果、地域や時代によって特徴的な骨試料の窒素同位体比パターンがみられ、それは特にグルタミン酸（沿岸部で+23～+32‰、内陸部で+10～+12‰）とフェニルアラニン（沿岸部で0～+7‰、内陸部で+6～+7‰）の同位体比において顕著であった。ヒトの食料に対する海洋・淡水・陸上生態系からのタンパク質の寄与率評価に、フェニルアラニンの窒素同位体比が有用であることは特筆すべきである。例えば、沿岸部の縄文人集団はおよそ70%以上のタンパク質を海産物に依存していたこと、反対に内陸部や旧石器時代の集団では陸上資源以外はほとんど利用していなかったこと等が明らかとなった。
• Methyl and ethyl chloroformate derivatizations for compound-specific stable isotope analysis (CSIA) of fatty acids
  Akiko S. Goto; Takashi Korenaga; Yoshito Chikaraishi
  Researches in Organic Geochemistry, 27, 91, 95, 2011年, ［査読有り］
• Dietary adaptations of prehistoric Japanese in light of nitrogen isotopic compositions of bone collagen amino acids: with special focus on aquatic resources
  Yuichi I. Naito; Noah V. Honch; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Minoru Yoneda
  AMERICAN JOURNAL OF PHYSICAL ANTHROPOLOGY, 144, 223, 223, 2011年, ［査読有り］
  英語
• Evaluation of algal contribution to aquatic insects based on ¹³C/¹²C and C/N ratios
  Akamatsu F; Yamamoto M; Chikaraishi Y; Toda H
  Researches in Organic Geochemistry, 26, 107, 114, 日本有機地球化学会, 2010年12月, ［査読有り］
• Sedimentary membrane lipids recycled by deep-sea benthic archaea
  Yoshinori Takano; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Hidetaka Nomaki; Yuki Morono; Fumio Inagaki; Hiroshi Kitazato; Kai-Uwe Hinrichs; Naohiko Ohkouchi
  NATURE GEOSCIENCE, 3, 12, 858, 861, 2010年12月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Quantitative Evaluation of Marine Protein Contribution in Ancient Diets Based on Nitrogen Isotope Ratios of Individual Amino Acids in Bone Collagen: An Investigation at the Kitakogane Jomon Site
  Yuichi I. Naito; Noah V. Honch; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Minoru Yoneda
  AMERICAN JOURNAL OF PHYSICAL ANTHROPOLOGY, 143, 1, 31, 40, 2010年09月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Isolation and desalting with cation-exchange chromatography for compound-specific nitrogen isotope analysis of amino acids: application to biogeochemical samples
  Yoshinori Takano; Yuichiro Kashiyama; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi
  RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY, 24, 16, 2317, 2323, 2010年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 不飽和脂肪酸の極性カラムを用いたGC/MS 解析
  内藤祐一; 山口保彦; 力石嘉人; 大河内直彦
  Researches in Organic Geochemistry, 26, 139, 145, 日本有機地球化学会, 2010年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• DIETARY RECONSTRUCTION OF THE OKHOTSK CULTURE OF HOKKAIDO, JAPAN, BASED ON NITROGEN COMPOSITION OF AMINO ACIDS: IMPLICATIONS FOR CORRECTION OF C-14 MARINE RESERVOIR EFFECTS ON HUMAN BONES
  Yuichi I. Naito; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Hitoshi Mukai; Yasuyuki Shibata; Noah V. Honch; Yukio Dodo; Hajime Ishida; Tetsuya Amano; Hiroko Ono; Minoru Yoneda
  RADIOCARBON, 52, 2, 671, 681, 2010年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Determination of aquatic food-web structure based on compound-specific nitrogen isotopic composition of amino acids
  Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Yuichiro Kashiyama; Yoshinori Takano; Hisami Suga; Akiko Tomitani; Hideaki Miyashita; Hiroshi Kitazato; Naohiko Ohkouchi
  LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY-METHODS, 7, 740, 750, 2009年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Degradation of algal lipids by deep-sea benthic foraminifera: An in situ tracer experiment
  Hidetaka Nomaki; Naohiko Ohkouchi; Petra Heinz; Hisami Suga; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Kouhei Matsumoto; Hiroshi Kitazato
  DEEP-SEA RESEARCH PART I-OCEANOGRAPHIC RESEARCH PAPERS, 56, 9, 1488, 1503, 2009年09月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Fractionation of hydrogen isotopes during phytol biosynthesis
  Yoshito Chikaraishi; Ryouichi Tanaka; Ayumi Tanaka; Naohiko Ohkouchi
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 40, 5, 569, 573, 2009年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 生理学的知見に基づく生物地球化学的指標の開発
  力石 嘉人
  日本地球化学会年会要旨集, 56, 155, 155, 日本地球化学会, 2009年
  これまで，有機化合物やその安定同位体比を用いた様々な指標が提案され，地球化学の様々な課題に対して多くの知見を提供している。近年，生理学的な基本原理をよく理解して，そのしくみを利用した新規指標の開発（または，従来の指標の大幅な改善）が行われるようになりつつある。生物は，体内の生理活性を非常に上手くコントロールし，その調整には様々な特性の有機化合物が密接に関係している。また生物による有機化合物の生合成・代謝は，ほとんどの場合，安定同位体組成の変化を伴い，その大きさは反応の進み具合と密接な関係を持つ。すなわち，我々が知りたい生物地球化学的情報にダイレクトに関わる生理活性を見出し，それに関係する有機化合物，または安定同位体比の変化を環境試料から明確にとらえることができれば，それが優れた指標となる可能性が高い。発表では、生理学的な知見を利用する新指標のアイデア・基本原理とその実例を紹介する。
• テトラピロール化合物の炭素アイソトポマーと基礎生産者の炭酸同化プロセス
  柏山 祐一郎; 力石 嘉人; 小川 奈々子; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 56, 152, 152, 日本地球化学会, 2009年
  日本語, クロロフィルのテトラピロール骨格のメチン架橋位の炭素同位体組成を，分子全体と酸化分解により得られるマレイミド類の炭素同位体組成を比較することで求められる．本講演では，高等植物とシアノバクテリアから得られたクロロフィルａの値をもとに，後者のチン架橋位の炭素同位体組成がβカルボキシレーションによる重炭酸の同化を反映して，実際に大きな値をとるかどうかを検証する．また，東北日本の中新統女川層から得られた化石ポルフィリン（のメチン架橋位の炭素同位体組成を求め，当時の基礎生産におけるシアノバクテリアの寄与について議論する．
• アミノ酸（エトキシカルボニル/ エチルエステル誘導体）のGC/MS による解析
  山口保彦; 力石嘉人; 横山祐典; 大河内直彦
  Researches in Organic Geochemistry, 25, 71, 83, 2009年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Compound-Specific Nitrogen Isotope Analysis of D-Alanine, L-Alanine, and Valine: Application of Diastereomer Separation to delta N-15 and Microbial Peptidoglycan Studies
  Yoshinori Takano; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Hiroshi Kitazato; Naohiko Ohkouchi
  ANALYTICAL CHEMISTRY, 81, 1, 394, 399, 2009年01月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Evidence of global chlorophyll d
  Y. Kashiyama; H. Miyashita; S. Ohkubo; N.O. Ogawa; Y. Chikaraishi; Y. Takano; H. Suga; T. Toyofuku; H. Nomaki; H. Kitazato; T. Nagata; N. Ohkouchi
  Science, 321, 5889, 658, 658, 2008年08月01日, ［査読有り］
  英語
• Geographical origin of polished rice based on multiple element and stable isotope analyses
  Yaeko Suzuki; Yoshito Chikaraishi; Nanako O. Ogawa; Naohiko Ohkouchi; Takashi Korenaga
  FOOD CHEMISTRY, 109, 2, 470, 475, 2008年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Stable carbon, nitrogen, and oxygen isotope analysis as a potential tool for verifying geographical origin of beef
  Rumiko Nakashita; Yaeko Suzuki; Fumikazu Akamatsu; Yoshiko Iizumi; Takashi Korenaga; Yoshito Chikaraishi
  ANALYTICA CHIMICA ACTA, 617, 1-2, 148, 152, 2008年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Microbially induced formation of ooid-like coated grains in the Late Cretaceous methane-seep deposits of the Nakagawa area, Hokkaido, northern Japan
  Robert Gwyn Jenkins; Yoshinori Hikida; Yoshito Chikaraishi; Naohiko Ohkouchi; Kazushige Tanabe
  ISLAND ARC, 17, 2, 261, 269, 2008年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 海底の同位体トレーサー培養実験からみた古細菌の代謝活性：バイオマーカーの分子レベル安定炭素同位体比
  高野 淑識; 野牧 秀隆; 小川 奈々子; 力石 嘉人; 稲垣 史生; 北里 洋; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 55, 154, 154, 日本地球化学会, 2008年
  原核生物の古細菌や真正細菌には、特有のバイオマーカーが存在する。例えば古細菌は、カルドアーキオール(Caldarchaeol)やクレンアーキオール(Crenarchaeol)に代表される極性脂質化合物を保有する。それらの分子は、微生物の成育・増殖とともに新たに産生されるため、同位体トレーサー基質を取り込んだ場合、その代謝のシグナルは、微生物細胞やそれを構成するバイオマーカー分子に反映される。堆積物から古細菌の細胞のみを単離するのは困難なため、古細菌を構成するバイオマーカー分子を分離・解析することで炭素源の取込みや代謝の活性を評価できる(eg. Pearson et al., 2001)。まず、海底堆積物中での微生物活性を測る目的で、古細菌に由来するバイオマーカーを単離・精製し、分子レベル安定炭素同位体比を評価する分析ラインを確立した。次に、海底表層と堆積物浅層で同位体ラベルを使ったトレーサー実験試料を用いて、海底堆積物に棲む古細菌の代謝活性の有無を調べた。海底堆積物浅層に棲息する古細菌は、1) 埋没後も脂質の生合成が行われ代謝活性があること、2)迫{9日間という時間スケールであっても代謝活性のシグナルが観測されることを示した。
• 光合成アンテナ蛋白質(phycobiliproteins)の安定同位体比
  小川 奈々子; 力石 嘉人; 柏山 祐一郎; 富谷 朗子; 北里 洋; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 55, 184, 184, 日本地球化学会, 2008年
  光合成生物は、光(エネルギー)の吸収(捕集)のために、光合成色素とよばれる有色の化合物を用いている。それらは大きくクロロフィル、カロテノイド、フィコビリンの三つに分類される。このうちクロロフィルとカロチノイドは高等植物や多くの藻類に存在するが、フィコビリンはシアノバクテリアや、紅藻などの藻類の一部がもつ色素である。シアノバクテリアは、これまでのクロロフィル系の色素化合物とその関連有機化合物の安定同位体比研究から、先カンブリア代や海洋無酸素事変時の地球環境の変動に大きく関与していることが示唆されてきた。一方、フィコビリンはシアノバクテリアがもつ光合成色素であり、シアノバクテリアのバイオマーカーとして各種情報を保持している可能性が推察されるものの、蛋白質と結合しているため従来の実験手法では分離測定が困難であった。したがって、これまで地球化学的な知見をあまり多く得ることができていない。本研究では、１）フィコビリンの分析法の確立と、２）それが記録する地球生物学的な情報を知るために、迫{シアノバクテリア試料中に含まれる「フィコビリン蛋白質（phycobiliproteins, PBP）」を分離し、その安定同位体比を測定した。実験には室温で迫{された各種のシアノバクテリアを用いた。リン酸バッファーを用いて抽出したPBPは、逆相HPLCにより分離した(図１)。各PBPはピーク毎にフラクションコレクターによって捕集し、安定同位体比等の分析を行った。本講演では、その結果について報告する。
• 分子レベルから立体異性体分子レベル窒素同位体比への展開：原核生物のペプチドグリカンに含まれるD-, L-アラニン
  高野 淑識; 力石 嘉人; 小川 奈々子; 北里 洋; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 55, 189, 189, 日本地球化学会, 2008年
  原核生物のうち真正細菌の細胞壁には、主としてその強度と形態を支えるために堅い層が存在する。特にグラム陽性の細胞壁は、その約90%がペプチドグリカン（数層～約25層）から構成され、凖難分解性の性質を持つ。細胞内のタンパク質を構成するアミノ酸は、基本的にL-体であるが、細胞壁のペプチドグリカンには、２つの糖誘導体であるN-アセチルグルコサミンとN-アセチルムラミン酸にD-アラニンやD-グルタミン酸などのD-アミノ酸を含むペプチドが架橋している。ペプチドグリカン由来のD-アラニンは、真正細菌のバイオマーカーの一つと考えられている。ここでは、まず様々な地球化学試料に含まれる立体異性体分子レベル窒素同位体比を得るための分析法を確立した。次に、応用の一つとして原核生物の細胞組織であるペプチドグリカン、シュードペプチドグリカン由来のD-, L-アラニンについて評価し、立体異性体分子レベルで特徴的な同位体比の分配が見られたので報告する。
• アミノ酸の窒素同位体比を用いた食物連鎖網解析
  力石 嘉人; 小川 奈々子; 柏山 祐一郎; 高野 淑識; 北里 洋; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 55, 187, 187, 日本地球化学会, 2008年
  生体試料のバルクの窒素安定同位体比は、食物連鎖網の解析や栄養段階の推定などの生態学研究において、ほとんど必須のツールとして広く用いられている。しかし、食物連鎖に伴う窒素同位体比の上昇が生物ごとに大きく変動することや、一次生産者の妥当な同位体比を得ることが難しいことから、見積もられる栄養段階の誤差が常に議論の対象になってきた。ところが近年、生物に含まれるアミノ酸には、食物連鎖に伴い15Nが濃縮するものと、食物連鎖の影響を受けずに同位体比が変化しないものが存在し、両者の同位体比を比較することで、その生物の栄養段階や、食物連鎖網のベースにある生物の同位体比を精度良く見積もることができることがわかってきた。発表では、アミノ酸の窒素同位体比分析法の概要と、これまでに我々の研究室で得られた結果を紹介する。
• アミノ酸の窒素同位体比分析を利用した北海道縄文時代人の食性解析
  内藤 裕一; Noah V. Honch; 大河内 直彦; 小川 奈々子; 力石 嘉人; 高野 淑識; 柏山 祐一郎; 米田 穣
  日本地球化学会年会要旨集, 55, 0, 188, 188, 一般社団法人日本地球化学会, 2008年, ［査読有り］
  生体試料におけるアミノ酸の窒素同位体比分析は、海洋・湖沼生態系の構造解析法として有効性が提唱されている。しかし、陸環境や古生態系に対する同手法の有効性はまだ検討が始まったばかりである。遺跡から出土する骨試料に残存する生体タンパク質（コラーゲン）は化学的に安定で変性作用を受けにくいため、過去の生態系構造を解析する好材料となる可能性がある。本研究では、陸・海双方の食料資源を利用した北海道の縄文人骨と彼らの残した動物骨を主な分析対象として、ヒトを含めた当時の生態系構造の解析にアミノ酸窒素同位体分析を応用し、その有効性を検討した。さらに特定のアミノ酸の窒素同位体比から人々の食習慣について定量的な復元を試みた。
• ガスクロマトグラフ/同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法
  力石 嘉人; 大場 康弘
  Researches in Organic Geochemistry, 23/24, 99, 122, 日本有機地球化学会, 2008年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）, One of the most powerful techniques in the molecular isotope studies is compound-specific isotope analysis (CSIA) by gas chromatograph/isotope ratio mass spectrometer (GC/IRMS), which allows a rapid and precise determination of stable carbon, nitrogen, and hydrogen (and oxygen) isotopic compositions of individual compounds even in complex mixture of components. After commercial production of GC/IRMS in the 1990s, CSIA has explosively been used for many fields of studies, particularly among the organic geochemical community as a powerful tool for tracing sources and delivery of organic compounds in geological and geographical samples and for reconstructing paleoenvironments. However, it is also true that fundamental analytical parameters of GC/IRMS has not been known extensively, which often leads to unreliable determination of the isotopic compositions. Unfortunately, based on such unreliable determination, several studies have unconsciously reported essentially inaccurate data and associated discussion. Therefore, in this paper, we review a brief outline of GC/IRMS and associated methodologies, and summarize the instrumental factors influencing accuracy and precision of the isotope measurements. We hope that this paper is useful for applying CSIA to future studies.
• A compound-specific isotope method for measuring the stable nitrogen isotopic composition of tetrapyrroles
  Yoshito Chikaraishi; Yuichiro Kashiyama; Nanako O. Ogawa; Hiroshi Kitazato; Mitsuru Satoh; Shinya Nomoto; Naohiko Ohkouchi
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 39, 5, 510, 520, 2008年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Carbon isotopic composition of the tetrapyrrole nucleus in chloropigments from a saline meromictic lake: A mechanistic view for interpreting the isotopic signature of alkyl porphyrins in geological samples
  Naohiko Ohkouchi; Yoji Nakajima; Nanako O. Ogawa; Yoshito Chikaraishi; Hisami Suga; Saburo Sakai; Hiroshi Kitazato
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 39, 5, 521, 531, 2008年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Application of compound-specific radiocarbon dating for studying west antarctic ice sheet during the late quaternary
  N. Ohkouhi; T. I. Eglinton; M. Toyoda; Y. Chikaraishi; H. Tokuyama; H. Miura; Y. Yokoyama
  GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 71, 15, A732, A732, 2007年08月, ［査読有り］
  英語
• delta C-13 and delta D relationships among three n-alkyl compound classes (n-alkanoic acid, n-alkane and n-alkanol) of terrestrial higher plants
  Yoshito Chikaraishi; Hiroshi Naraoka
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 38, 2, 198, 215, 2007年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Sources and transformation processes of pheopigments: Stable carbon and hydrogen isotopic evidence from Lake Haruna, Japan
  Yoshito Chikaraishi; Kohei Matsumoto; Hiroshi Kitazato; Naohiko Ohkouchi
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 38, 6, 985, 1001, 2007年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Metabolic control of nitrogen isotope composition of amino acids in macroalgae and gastropods: implications for aquatic food web studies
  Yoshito Chikaraishi; Yuichiro Kashiyamal; Nanako O. Ogawa; Hiroshi Kitazato; Naohiko Ohkouchi
  MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES, 342, 85, 90, 2007年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Massive melting of West Antarctic Ice Sheet during the latest pleistocene and holocene: Hydrogen isotopic records of sedimentary biomarkers in Ross Sea
  N. Ohkouchi; M. Toyoda; Y. Yokoyama; H. Miura; Y. Chikaraishi; H. Tokuyama; H. Kitazato
  GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 70, 18, A453, A453, 2006年08月, ［査読有り］
  英語
• Carbon and hydrogen isotope variation of plant biomarkers in a plant-soil system
  Yoshito Chikaraishi; Hiroshi Naraoka
  CHEMICAL GEOLOGY, 231, 3, 190, 202, 2006年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• A novel method to identify illegal diesel fuel, II: the use of [1-D] n-alkane with stable hydrogen isotope analysis
  Yaeko Suzuki; Takashi Korenaga; Yoshito Chikaraishi
  CHEMISTRY LETTERS, 35, 5, 532, 533, 2006年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 魚類ウロコのアミノ酸窒素安定同位体比を用いた生物的窒素循環の解析
  小川 奈々子; 力石 嘉人; 和田 英太郎; 北里 洋; 大河内 直彦
  日本地球化学会年会要旨集, 53, 232, 232, 一般社団法人日本地球化学会, 2006年
  本研究では、生態系生物を介した湖沼内での窒素循環システムを解明することを目的として、バイカル湖で1945－1995年に採取されたサケ科魚類（Omul）のウロコ標本試料などについて、GC/C/IRMSを用いてアミノ酸１０種の化合物レベルの窒素安定同位体比を測定し、解析を行った。
• Novel method to identify illegal diesel fuel, I: use of adamantane or [1, 2-D2] n-tetradecane as chemical marker.
  Yaeko Suzuki; Shintaro Ishioka; Takashi Korenaga; Yoshito Chikaraishi
  Environmental sciences : an international journal of environmental physiology and toxicology, 13, 4, 207, 12, 2006年, ［国内誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, In this study, we demonstrated a new identification method of illegal diesel fuel using adamantane (tricyclo[3,3,1,1,(3,7)]decane) or [1, 2-D(2)] n-tetradecane as a potential chemical marker instead of coumarin. In a mixing system of diesel fuel with marker-labeled kerosene, the concentration of kerosene in the mixed oil is quantitatively determined using specific ion fragments of the markers using GC/MS analysis, in which the detection limit is 12.5 ng/microl for adamantane or 7.1 ng/microl for [1, 2-D(2)] n-tetradecane. Coumarin, the currently used chemical marker, can be easily removed by sulfuric acid treatment, which is a primal cause of environmental pollution due to the illicit disposal of the strong acidic by-product. However, adamantane and [1, 2-D(2)] n-tetradecane cannot be removed by sulfuric acid treatment. Thus, although the detection limit of adamantane and [1, 2-D(2)] n-tetradecane is higher by approximately one or two orders of magnitude than that of coumarin, they cannot be removed by sulfuric acid treatment. Therefore, adamantane and [1, 2-D(2)] n-tetradecane are strong candidates as potential markers instead of coumarin, leading to the prevention of the production of illegal diesel fuel and a reduction in environmental pollution.
• Carbon and hydrogen isotopic composition of sterols in natural marine brown and red macroalgae and associated shellfish
  Y Chikaraishi
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 37, 4, 428, 436, 2006年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Chemotaxonomic significance of distribution and stable carbon isotopic composition of long-chain alkanes and alkan-1-ols in C-4 grass waxes
  Florian Rommerskirchen; Anna Plader; Geoffrey Eglinton; Yoshito Chikaraishi; Juergen Rullkoetter
  ORGANIC GEOCHEMISTRY, 37, 10, 1303, 1332, 2006年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Carbon and hydrogen isotopic compositions of sterols from riverine and marine sediments
  Y Chikaraishi; Y Yamada; H Naraoka
  LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY, 50, 6, 1763, 1770, 2005年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• δ13C and δD identification of sources of lipid biomarkers in sediments of Lake Haruna (Japan)
  Chikaraishi Y; Naraoka H
  Geochimica et Cosmochimica Acta, 69, 13, 3285, 3297, 2005年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Hydrogen, carbon and nitrogen isotopic fractionations during chlorophyll biosynthesis in C3 higher plants.
  Chikaraishi Y; Matsumoto K; Ogawa NO; Suga H; Kitazato H; Ohkouchi N
  Phytochemistry, 66, 8, 911, 920, 8, 2005年04月, ［査読有り］
• Hydrogen isotopic fractionations during desaturation and elongation associated with polyunsaturated fatty acid biosynthesis in marine macroalgae
  Y Chikaraishi; Y Suzuki; H Naraoka
  PHYTOCHEMISTRY, 65, 15, 2293, 2300, 2004年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Hydrogen and carbon isotopic fractionations of lipid biosynthesis among terrestrial (C3, C4 and CAM) and aquatic plants
  Y Chikaraishi; H Naraoka; Poulson, SR
  PHYTOCHEMISTRY, 65, 10, 1369, 1381, 2004年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Carbon and hydrogen isotopic fractionation during lipid biosynthesis in a higher plant (Cryptomeria japonica)
  Y Chikaraishi; H Naraoka; Poulson, SR
  PHYTOCHEMISTRY, 65, 3, 323, 330, 2004年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Compound-specific δD-δ13C analyses of n-alkanes extracted from terrestrial and aquatic plants
  Chikaraishi Y; Naraoka H
  Phytochemistry, 63, 3, 361, 371, 2003年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Organic hydrogen-carbon isotope signatures of terrestrial higher plants during biosynthesis for distinctive photosynthetic pathways
  Y Chikaraishi; H Naraoka
  GEOCHEMICAL JOURNAL, 35, 6, 451, 458, 2001年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）

• 安定同位体の天然存在量および安定同位体標識の検出法-2:ガスクロマトグラフ-質量分析計とMassWorks
  力石嘉人; 滝沢侑子; 布浦拓郎, 低温科学, 79, 2021年
• 安定同位体の天然存在量および安定同位体標識の検出法-1:ガスクロマトグラフ-同位体比質量分析計
  滝沢侑子; 力石嘉人, 低温科学, 79, 2021年
• 分子内安定同位体プロービングを用いた好熱性独立栄養性細菌の炭酸固定経路の検証
  千葉洋子; 千葉洋子; 澄田智美; 力石嘉人; 布浦拓郎, 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2020, 2020年
• Omnivory in bees: Elevated trophic positions among all major bee families
  Shawn A. Steffan; Prarthana S. Dharampal; Bryan N. Danforth; Hannah R. Gaines-Day; Yuko Takizawa; Yoshito Chikaraishi, American Naturalist, 194, 3, 414, 421, 2019年09月01日
  University of Chicago Press, 英語, 速報，短報，研究ノート等（学術雑誌）
• アニサキスは宿主の中で何をしているのか?*
  菅谷智司; 菅谷智司; 滝沢侑子; 力石嘉人; 力石嘉人, Researches in Organic Geochemistry, 35, 1/2, 2019年
• 好熱性水素酸化細菌の代謝から 生命の起源に迫る
  布浦 拓郎; 力石 嘉人; 跡見 晴幸, 現代化学 = Chemistry today, 569, 57, 61, 2018年08月
  東京化学同人, 日本語
• 駿河湾深海域より発見した巨大セキトリイワシの1種
  河戸勝; POULSEN Jan Yde; 土田真二; 井田齊; 力石嘉人; 力石嘉人; 大河内直彦; 小栗一将; 後藤慎平; 小澤元希; 小澤元希; 田中彰; 宮正樹; 佐土哲也; 藤倉克則; 藤原義弘, ブルーアースサイエンス・テク要旨集, 2018, 2018年
• 軟体動物殻体化石におけるアミノ酸の保存性:地質時代の海洋生態系の復元に向けた基礎研究
  兀橋大二郎; JENKINS Robert G.; 後藤(桜井)晶子; 力石嘉人; 長谷川卓, 日本古生物学会例会講演予稿集, 167th, 2018年
• 深海生態系におけるトップ・プレデターの機能に関する研究
  藤原義弘; 土田真二; 河戸勝; 笠井彩香; 高橋幸愛; 屋良由美子; 福場辰洋; 渡邊佳孝; 吉田弘; 力石嘉人; 大河内直彦; 加藤千明; 藤倉克則; 増田殊大; 巻俊宏; 後藤慎平; 後藤慎平; 山中寿朗; 大西雄二; 田中彰, ブルーアース要旨集, 2016, 2016年
• 個別アミノ酸窒素同位体比を用いた栄養段階推定法は化石に応用できるのか?~初期続成が及ぼす殻体内アミノ酸の変質に着目して~
  兀橋大二郎; JENKINS Robert; 後藤(桜井)晶子; 力石嘉人; 長谷川卓, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2016, 2016年
• 底生有孔虫Planoglabratella opercularisにみられる盗葉緑体の獲得機構と殻形成に与える影響
  土屋正史; 宮脇省次; 力石嘉人; 小栗一将; 豊福高志; 多米晃裕; 植松勝之; 竹田晃治; 坂井宥哉; 三宅裕志; 大河内直彦; 丸山正, 日本古生物学会年会講演予稿集, 2015, 19, 2015年06月26日
  日本語
• 深海域におけるトップ・プレデターに関する研究
  藤原義弘; 土田真二; 河戸勝; 福場辰洋; 渡邊佳孝; 吉田弘; 笠井彩香; 高橋幸愛; 後藤慎平; 力石嘉人; 大河内直彦; 加藤千明; 藤倉克則; 増田殊大; 巻俊宏; 田中彰, ブルーアース要旨集, 2015, 2015年
• 液体クロマトグラフィを用いた遺跡出土骨試料の単離アミノ酸の放射性炭素年代測定
  板橋悠; 高野淑識; 力石嘉人; 小川奈々子; 大河内直彦; 山根雅子; 横山祐典; 米田穣, 日本文化財科学会大会研究発表要旨集, 32nd, 2015年
• シチヨウシンカイヒバリガイ共生系は実験室でも化学合成できた!
  長井裕季子; 豊福高志; 野牧秀隆; 力石嘉人; 和辻智郎; 生田哲郎; 高木善弘; 吉田尊雄; 滋野修一; 井上広滋; 小西正朗, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2015, ROMBUNNO.BPT24‐06 (WEB ONLY), 2015年
  日本語
• アミノ酸の安定窒素同位体を利用した生態系ピラミッドの可視化
  力石 嘉人, バイオサイエンスとインダストリー, 72, 5, 390, 394, 2014年
  バイオインダストリー協会, 日本語
• O12-12 嫌気性水素酸化好熱細菌Thermosulfidibacterの可逆的TCA回路(口頭発表)
  布浦 拓郎; 高木 善弘; 力石 嘉人; 森 浩二; 佐藤 喬章; 原田 健史; 柳川 勝紀; 首藤 彩; 大河内 直彦; 跡見 晴幸; 藤田 信之; 高井 研, 日本微生物生態学会講演要旨集, 2014, 88, 88, 2014年
  日本微生物生態学会, 日本語
• 嫌気環境下における底生有孔虫細胞内での脱窒と微生物の関与
  野牧秀隆; 力石嘉人; 土屋正史; 豊福高志; 大河内直彦; 植松勝之; 多米晃裕; 北里洋, 日本古生物学会年会講演予稿集, 2013, 24, 2013年06月28日
  日本語
• アミノ酸窒素同位体比を用いた、陸域分解系における土壌動物の資源利用解析
  陀安一郎; 長谷川尚志; 由水千景; 力石嘉人; 小川奈々子; 大河内直彦, 日本生態学会第60回大会, 2013年
  日本語
• 日本周辺の深海化学合成生態系に生息するシンカイヒバリガイ属とエラウロコムシ亜科の共生について
  高橋幸愛; 三宅裕志; 力石嘉人; 土屋正史; 渡部裕美; 丸山正; 藤倉克則, ブルーアース要旨集, 2013, 72, 2013年
  日本語
• 元素分析計‐同位体比質量分析計による有機物標準試料の炭素・窒素・酸素安定同位体比分析の試験所間比較
  鈴木彌生子; 力石嘉人; 山田桂大; 吉田尚弘, 日本分析化学会年会講演要旨集, 61st, 87, 2012年09月05日
  日本語
• 遺跡出土骨資料の同位体分析からみた縄文時代人の食生態と適応戦略
  米田 穣; 覚張 隆史; 内藤 裕一; 力石 嘉人; 大河内 直彦, 日本地球化学会年会要旨集, 59, 0, 2012年
  遺跡から出土する古人骨や動物骨には、生前の生活に関する様々な痕跡が残されている。これらの情報は、物質文化を中心に研究がすすめられてきた考古学では得られない様々な人間活動の直接的な証拠として、近年注目を集めている。本報告では、縄文時代の古人骨、動物骨における地球化学的な分析から、現在どのような議論が行われているかを紹介し、新たな分析手法の応用の可能性について議論したい。縄文時代は、温暖化した完新世の環境のなかで農耕や牧畜といった食料生産を主要な生業にすることなく適応することができた定住的な社会として注目されている。１万年以上にわたる期間、亜寒帯から温帯、亜熱帯にまで拡散した縄文文化をもった人類集団の生業活動について、その多様性や地域性を同位体生態学的な視点から検討する。また、アミノ酸レベルでの同位体分析から見えてきた新しい生活様式についても紹介する。, 一般社団法人日本地球化学会, 日本語
• 古人骨および動物遺存体のアミノ酸窒素同位体比分析について
  内藤裕一; 力石嘉人; 大河内直彦; 米田 穣, 佐久考古通信, 111, 17, 18, 2012年
  日本語
• 海洋堆積物深部における有機物動態：アミノ酸窒素同位体組成・D/L比からの制約
  山口 保彦; 高野 淑識; 力石 嘉人; 菅 寿美; 小川 奈々子; 横山 祐典; 大河内 直彦, 日本地球化学会年会要旨集, 59, 0, 2012年
  本研究では、2009年の地球深部探査船「ちきゅう」の訓練期間中に房総半島沖で掘削された海洋堆積物コア試料（掘削深度230mbsf）について、全加水分解性アミノ酸および間隙水中溶存態アミノ酸に分け、D/L比と化合物レベル窒素同位体組成の深度分布を報告する。全加水分解性アミノ酸と比較して、間隙水中溶存態アミノ酸D/L比はアラニンでは一貫して高く、グルタミン酸では近い値を示した。アミノ酸窒素同位体組成に関しても、アラニンでは間隙水中溶存態アミノ酸が一貫して高い値を示し、グルタミン酸では全加水分解性と間隙水中溶存態のアミノ酸が近い値を示した。これらの結果を、他の化学成分（アンモニア、硫酸、メタンなど）の濃度分布や、アミノ酸窒素同位体組成に関する微生物培養実験の結果と合わせ、海洋堆積物深部におけるアミノ酸および有機物の動態に関して議論する。, 一般社団法人日本地球化学会, 日本語
• アミノ酸窒素同位体比による陸域腐食食物網解析の試み
  長谷川尚志; 力石嘉人; 小川奈々子; 大河内直彦; 陀安一郎, 2012年
  日本語
• 日本周辺の深海化学合成生態系に生息するシンカイヒバリガイ属とエラウロコムシ亜科の共生について
  高橋 幸愛; 藤倉 克則; 三宅 裕志; 力石 嘉人; 土屋 正史; 渡部 裕美; 丸山 正, 日本地球化学会年会要旨集, 59, 0, 187, 187, 2012年
  深海化学合成生態系に固有なシンカイヒバリガイ属Bathymodiolus二枚貝は外套腔にエラウロコムシ亜科Branchipolynoe の多毛類を共生させている．本研究ではエラウロコムシ類のサイズ，性比，食性からエラウロコムシ類の生活史や宿主との相互作用の解明を目的とした．相模湾初島沖，沖縄トラフの試料を使用，共生率を推定し，グルタミン酸，フェニルアラニンのアミノ酸窒素同位体比から栄養段階を推定，両種の被食－捕食関係を推定した.エラウロコムシ類の栄養段階は，共生する9 mm以下の個体は約2.6，共生する9 mm以上の個体は約2.2， 宿主は約1.1であったことからネッスイエラウロコムシは体長9 ~10 mmを境に宿主への長期的な共生を開始し，宿主を摂食し始めると推測された．, 一般社団法人日本地球化学会, 日本語
• 科学通信 分子で地球を読む(No.2)琵琶湖の富栄養化と生態系の変化
  大河内 直彦; 小川 奈々子; 力石 嘉人, 科学, 81, 7, 621, 623, 2011年07月
  岩波書店, 日本語
• 縄文人の食性：新しい方法論からの視点
  大河内直彦; 内藤裕一; 力石嘉人; 米田 穣, 科学, 81, 11, 1116, 1117, 2011年
  日本語
• 微生物のアミノ酸窒素同位体組成：培養実験および海底堆積物への応用
  山口 保彦; 高野 淑識; 力石 嘉人; 小川 奈々子; 井町 寛之; 菅 寿美; 横山 祐典; 大河内 直彦, 日本地球化学会年会要旨集, 58, 0, 92, 92, 2011年
  アミノ酸窒素同位体組成を環境中微生物代謝の指標として確立すべく、3ドメインを含む5種類の微生物を、特定の窒素源のもとで培養し、そのアミノ酸窒素同位体組成を調べた。すると、微生物がアミノ酸を新規合成する条件では、藻類等と似たアミノ酸窒素同位体組成相対パターンを示し、微生物がアミノ酸を培地から取り込む条件では、動物と近い15N濃縮係数を示した。温度、pH、塩分など生育環境の影響は見られなかった。つまりアミノ酸窒素同位体組成 のパターン・変動ルールが、三つのドメインにまたがる様々な生物間で共通である可能性が示唆された。また、日本近海（秋田沖、房総半島沖など）で海底堆積物を採取し、様々な画分（全加水分解成分、遊離成分など）のアミノ酸の量・組成・窒素同位体組成を分析した。それらの結果を、上記培養実験の結果をもとに解釈し、海底堆積物中の微生物代謝を推察した。, 一般社団法人日本地球化学会
• 陸域腐食食物網へのアミノ酸窒素同位体比の適用
  長谷川尚志; 力石嘉人; 小川奈々子; 大河内直彦; 陀安一郎, 日本生態学会第58回大会, 2011年
  日本語
• アミノ酸の窒素同位体比を用いた水棲生物の栄養段階の解析(<特集>有機物・微生物・生態系の地球化学)
  力石 嘉人; 小川 奈々子; 高野 淑識; 土屋 正史; 大河内 直彦, 地球化学, 44, 4, 233, 241, 2010年12月25日
  Nitrogen isotopic composition (δ^<15>N) of individual amino acids has recently been employed as a potential powerful method for estimating the trophic level of organisms in food webs. In metabolic processes, one group of amino acids has little change in their nitrogen isotopic composition (e.g., 0.4‰ for phenylalanine), although another group has a large isotopic fractionation (e.g., 8.0‰ for glutamic acid). This fractionation could be associated with the cleavage of carbon-nitrogen bond in the metabolic processes (e.g., transamination) of amino acids. Therefore, a comparison between δ^<15>..., 日本地球化学会, 日本語
• Compound-specific stable carbon isotope analysis of lignin phenols by gas chromatography/combustion/isotope ratio mass spectrometry (GC/C/IRMS) (特集 有機化合物の安定同位体比を用いた有機地球化学的研究の発展とその応用(Part 1))
  Sonoda Kazuhiko; Takahashi Masashiro; 力石 嘉人; YAMAMOTO Shuichi, Researches in organic geochemistry, 26, 115, 122, 2010年12月24日
  This study demonstrates the stable carbon isotope analysis of individual lignin phenols based on off-line degradation and derivatization by tetramethylammonium hydroxide (TMAH) thermochemolysis, semi-purification by high-performance liquid chromatography (HPLC), compound-specific isotope analysis (CSIA) by gas chromatography/combustion/isotope ratio mass spectrometry (GC/C/IRMS), and isotope effect correction by isotope mass balance calculation. In GC/C/IRMS, we obtained the following optimal conditions to accurately and precisely determine the isotopic composition: combustion temperature of 1000℃, He carrier flow rate of 1.6mL min^<-1>, and injection amount of lignin phenols of 30-140ng. HPLC semi-purification using a normal-phase silica column with a column oven (at 30℃) can achieve baseline-separation of individual lignin phenols on the GC chromatogram without isotopic fractionation. Isotopic fractionation during TMAH derivatization can be corrected by the logarithmic correlation between the isotopic composition of the incorporated carbon during TMAH derivatization and the ratio of relative abundance between lignin phenols and TMAH reagents. By using this method, the carbon isotopic composition of individual lignin phenols can be determined within a standard deviation (1σ) of 0.2‰-0.9‰, making this method suitable for molecular isotope studies in the field of organic geochemistry., 日本有機地球化学会, 英語
• 「有機化合物の安定同位体比を用いた有機地球化学的研究の発展とその応用」によせて(<特集>有機化合物の安定同位体比を用いた有機地球化学的研究の発展とその応用(Part I))
  力石 嘉人; 大場 康弘, Researches in organic geochemistry, 26, 1, 1, 2010年12月24日
  日本有機地球化学会, 日本語
• 微量湿式分析による分子レベル同位体比の品質管理と確度向上 : 特に天然存在比の正確な評価と Stable Isotope Probing (SIP) 法の応用に向けて
  高野 淑識; 力石 嘉人; 大河内 直彦, Researches in organic geochemistry, 26, 81, 93, 2010年12月24日
  Recent advances in the application of molecular approaches have emphasized our potentially underestimate of microbial diversity in natural environments and have revealed comprehensive biogeochemical processes. One of the biggest challenges for organic geochemists and/or microbial ecologists is to identify which organisms are carrying out a specific set of metabolic processes. To answer this fundamental question, stable isotope probing (SIP) together with compound-specific isotope analysis (CSIA) is a useful technique to understand the microbial ecology and its biogeochemical cycles. The method relies on the incorporation of a substrate that is highly enriched in a stable isotope such as ^<13>C and ^<15>N, and the identification of specific molecular targets through active microorganisms in any environment. However, we have to pay attention about highly SI-enriched contamination problems and co-elution problems during pretreatment of chemical analysis and also in chromatographic procedures, which potentially prevent us from performing precise CSIA. Here, we point out quality control by wet chemical pre-treatment for precise compound-specific isotope analysis by isotope-ratio mass spectrometry coupled to gas chromatography and liquid chromatography. Not only in biogeochemical background but also from a scope of common welfare, CSIA technique is also widely useful tools for validation approaches in food material, anti-doping test, and environmental assessment. For further precise CSIA, we also discuss representative optimized analytical conditions of some model compounds including intact polar lipids (IPLs) with its derivatives, n-alkane, and amino acids., 日本有機地球化学会, 日本語
• Tracking aquatic change using chlorin-specific carbon and nitrogen isotopes: The last glacial-interglacial transition at Lake Suigetsu Japan
  J. Tyler; Y. Kashiyama; N. Ohkouchi; N. Ogawa; Y. Yokoyama; Y. Chikaraishi; R.A. Staff; M. Ikehara; C. Bronk Ramsey; C. Bryant; F. Brock; K. Gotanda; T. Haraguchi; H. Yonenobu; T. Nakagawa; Suige; Project Members, Geochemistry Geophysics Geosystems, 11, Q09010, 2010年09月
• Isotopomers of chlorophyll nuclei: Theory and application
  N. Ohkouchi; Y. Chikaraishi; Y. Kashiyama; N.O. Ogawa, In: N.Ohkouchi I. Tayasu K. Koba (eds.) Earth Life and Isotopes Kyoto University Press Kyoto, 271, 290, 2010年08月
• Reconstructing the life history of modern and fossil nautiloids based on the nitrogen isotopic composition of shell organic matter and amino acids
  Y. Kashiyama; N.O. Ogawa; Y. Chikaraishi; N. Kashiyama; S. Sakai; K. Tanabe; N. Ohkouc, In: K. Tanabe Y. Shigeta T. Sasaki H. Hirano (eds.) Cephalopod-Present and Past, 67, 75, 2010年05月
• Further evaluation of the trophic level estimation based on nitrogen isotopic composition of amino acids
  CHIKARAISHI Y, Earth, life, and isotopes, 37, 51, 2010年
  Kyoto University Press
• 分子化石による過去の湧水活動の復元 : 更新統小柴層と大船層の例
  坪井 美里; 佐藤 蓉子; 浜名 徳明; 中村 栄子; 間嶋 隆一; 北里 洋; 菅 寿美; 力石 嘉人; 加藤 和浩; 和田 秀樹; 大河内 直彦, 化石, 87, 0, 5, 21, 2010年
  We analyzed lipid biomarkers related to AOM (anaerobic oxidation of methane) that happened in the early Pleistocene (1.7-1.4Ma) cold-seep site, northern part of Miura Peninsula, Pacific side of central Japan. Nineteen samples are obtained from a bedding-normal, 107m-long core consisting of the Koshiba (sandy mudstone and muddy sandstone, above 23m in core depth) and the Ofuna (mudstone, below 23m) Formations. In this core, both the chemoautotrophic bivalves (Lucinoma, Conchocele, Archarax) and ^<13>C-depleted authigenic carbonates (aragonite, MG-calcite, dolomite) occur abundantly. Four important results of this study are summarized as follows. 1) Both archaeal and sulfate reducing bacterial (SRB) biomarkers are recovered in all samples and their ether linkages are well preserved even in 1.7-1.4Ma sediments. 2) High activities of AOM are inferred in 7.1-7.6m and 14.6m in core depths where both archaeal and SRB-biomarkers are distinctly concentrated and greatly depleted in ^<13>C (δ^<13>C less than-100‰ vs. PDB). Those activities happened probably when marine bottoms were in 6.5-7m and 13-13.5m, respectively, where chemoautotrophic bivalves occur abundantly. 3) Two samples obtained from the same horizon 14.6m show an apparent difference in biomarker compositions. This difference may be attributed to a different micro habitats for microbes. 4) The occurrences of biomarkers derived from planktonic archaea are inferred from their δ^<13>C values and relative abundance of 4 kinds of biphytanes. Planktonic archaeal biomarkers are probably recovered from all samples and their concentration rates may be useful as an index of sedimentation rate., 日本古生物学会, 日本語
• 微生物のアミノ酸窒素同位体組成：生物地球化学研究の新手法
  山口 保彦; 高野 淑識; 力石 嘉人; 小川 奈々子; 井町 寛之; 菅 寿美; 横山 祐典; 大河内 直彦, 日本地球化学会年会要旨集, 57, 0, 115, 115, 2010年
  本研究では、三つのドメイン（真核生物・バクテリア・アーキア）を含む5種類の微生物を、特定の窒素源のもとで培養し、そのアミノ酸窒素同位体組成を調べた。その結果、アミノ酸窒素同位体組成のパターン・変動ルールが、三つのドメインを含む様々な生物間で共通であることが示唆された。つまりアミノ酸窒素同位体組成は、微生物の現場における代謝（アミノ酸の合成もしくは分解）および生物地球化学的役割（特に窒素循環・有機物変質）を調べための、強力な手法になりうるだろう。, 一般社団法人日本地球化学会
• アミノ酸窒素同位体比に基づく海洋生態系の食物網構造の解析
  土屋 正史; 藤原 義弘; 野牧 秀隆; 豊福 高志; 山本 啓之; 丸山 正; 和田 英太郎; 力石 嘉人; 大河内 直彦; 高野 淑識; 小川 奈々子; 藤倉 克則; 吉田 尊雄; 喜多村 稔; リンジー ドゥーガル, 日本地球化学会年会要旨集, 57, 0, 41, 41, 2010年
  海洋生態系は，様々な生物群集からなる構成されており，複雑な被食―捕食の生物間相互作用の上に成立しているため，その構造を明らかにすることは難しい。現在の海洋生態系は，様々な環境変遷を経てきた生物群集から構成されており，このような生物間の相互作用や進化を通して，現在の海洋生態系が形成されている。海洋生態系の構造を明らかにすることは，環境変化に対する生物の応答様式や温暖化に伴う海洋生態系の構造の変化の追跡，あるいは多様性の維持機構を明らかにする上でも非常に重要である。<br> アミノ酸の窒素同位体比に基づく栄養段階の推定法は，複雑な生態系の栄養段階を明瞭に示すことができる重要なツールである。この手法は，海洋研究開発機構で開発された新たなツールであり，栄養段階に伴い食物連鎖の上位の生物ほど15Nの濃縮が見られるアミノ酸（グルタミン酸など）と，栄養段階によらずほぼ一定の窒素同位体比を持つアミノ酸（フェニルアラニンなど）を用いることで，生物の栄養段階を正確に求めることを基盤技術としている。アミノ酸の窒素同位体比の変化は，生物個体内の代謝による同位体分別の影響により，栄養段階の上昇が生じるという生物の生理学的特性に起因しているため，同位体分別の背景を理解した上で栄養段階を推定できることに大きな利点がある。<br> われわれは，アミノ酸の窒素同位体比分析技術を用いて，海洋生態系のダイナミクスと生態系を構成する海洋生物の進化や共生現象を介した環境への適応様式を理解し，資源などのエネルギーが表層から底層への梯子を段階的に連鎖する「梯子モデル」が，どのように成立しているのかを検証する。具体的には，１）海洋生態系の構造を明らかにすること，２）海洋生物の共生系の仕組みを明らかにすることであり，前者では，被食―捕食の関係から食物網構造を明らかにするとともに，生態・生化学・進化生態学的な解析をあわせることで，海洋生態系の構造と役割，進化を明らかにする。後者では，遺伝子からその代謝機能を推定するとともに，共生系内での物質の流れを安定同位体から明らかにし，宿主あるいは共生生物の依存度を明らかにし，共生を介した生態や進化を理解することを目指している。 これまでに，海洋の化学合成生態系や光合成生態系などを構成する真核生物の栄養段階を推定するとともに，共生細菌などの共生生物と宿主との関係を窒素同位体比と遺伝子から得られた代謝機能との関係を推測した。相模湾の底層生態系では，甲殻類などが光合成生態系由来の生物に依存する生物を捕食するとともに，化学合成生態系に依存する生物を捕食する。このように底層生物は複数の生態系に依存した栄養摂取形態を持つと考えられ，各アミノ酸の窒素同位体比は，利用する資源の由来を推測できる可能性がある。また，冷湧水系の化学合成生態系では，海底下からの湧水に依存するため軽い窒素同位体比を持つのに対して，光合成生態系では重い値を示す。アミノ酸窒素同位体比は，各生態系における栄養段階を理解するだけではなく，光合成生物の化学合成系依存の割合を理解することもできる。発表では，相模湾を中心とする海洋生物のアミノ酸窒素同位体の結果とそれを基にした栄養段階について紹介する。, 一般社団法人日本地球化学会
• 食性指標としてのアミノ酸窒素安定同位体比の利用：土壌食物網研究への適用にむけて
  長谷川尚志; 力石嘉人; 小川奈々子; 大河内直彦; 陀安一郎, 日本生態学会第57回大会, 2010年
  日本語
• 微少有機化合物の水素同位体比測定法
  力石 嘉人, Researches in organic geochemistry, 25, 29, 38, 2009年11月30日
  After the development of compound-specific isotope analysis (CSIA) by gas chromatograph/pyrolysis/isotope ratio mass spectrometer (GC/pyrolysis/IRMS) in the end of the 1990s, stable hydrogen isotopic composition of organic compounds has been employed for many fields of studies, particularly among the organic geochemical community as a powerful tool for tracing sources and delivery of organic compounds in geological and geographical samples and as a potential proxy for reconstructing paleoclimatic, paleohydrological, and paleosalinity changes. However, sample amount required for accurate and precise determination of the isotopic composition is generally 10-50nmol H for each compound, which is much larger than that of stable carbon (0.1-5nmol C) and nitrogen (1-10nmol N) on the isotope analysis by gas chromatograph/combustion/isotope ratio mass spectrometer (GC/combustion/IRMS). Here, I demonstrate the performance of GC/pyrolysis/IRMS on the small amount of samples, and suggest a mathematical correction for preventing systematic errors in the measured isotopic composition due to different sample amounts. By using this correction, the hydrogen isotopic composition of organic compounds can be determined with a standard deviation (1σ) of better than 7‰ on the sample amount of 4nmol H and even 13‰ on the sample amount of 2nmol H. This correction thus allows us easy access to the hydrogen isotopic composition of organic compounds containing with small concentration in samples., 日本有機地球化学会, 日本語
• アミノ酸(ピバロイル/イソプロピルエステル誘導体)のGC/MSによる解析
  力石 嘉人; 高野 淑識; 大河内 直彦, Researches in organic geochemistry, 25, 61, 70, 2009年11月30日
  日本有機地球化学会, 日本語
• アミノ酸の天然レベル窒素安定同位体組成を用いた食物解析
  小川 奈々子; 力石 嘉人; 大河内 直彦, 臨床化学, 38, 3, 266, 271, 2009年07月31日
  日本語
• Compound-specific nitrogen isotope analysis of amino acids: Implications of aquatic food web studies
  Y. Chikaraishi; N. O. Ogaw; N. Ohkouchi, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 73, 13, A219, A219, 2009年06月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• Dietary reconstruction of Jomon hunter-gatherers based on nitrogen isotopic composition of amino acid
  Naito Y; Chikaraishi Y; Ohkouchi N; Yoneda M, The 4th International Symposium on Isotopomers (ISI 2008) Proceedings, 4, 265, 267, 2008年, ［査読有り］
  英語
• クロロフィルのアイソトポマー：理論と実践
  大河内 直彦; 力石 嘉人; 小川 奈々子; 柏山 祐一郎; 菅 寿美; 北里 洋, 日本地球化学会年会要旨集, 55, 0, 185, 185, 2008年
  クロロフィルは光合成独立栄養生物によって合成され，生体内では光合成色素として機能している。このクロロフィルは，光合成細菌が合成するバクテリオクロロフィルまで含めると，大きく10種類に分類することができ，各クロロフィルは特定の起源光合成生物によってのみ合成されることが知られている。このクロロフィルの中心核のテトラピロール構造は，堆積物中で化学的にも微生物学的にも非常に安定したャ泣tィリンと呼ばれる化合物群として長期間保存されている。そのため，堆積岩から抽出されるャ泣tィリンの炭素および窒素安定同位体比は，クロロフィルの同位体組成，ひいては一次生産者の同位体組成を強く反映している。それらの情報は，潜在的に過去の光合成生物の栄養塩の起源，取り込み様式，代謝プロセスといった海洋学的，生物学的な情報を，ほぼ純粋な形で保存していると考えられる。本講演では，主にクロロフィルの分子内同位体組成（アイソトャ}ー）を決定する要因について，生合成の観点から考察し，それからどのような環境情報が引き出せるのかについて論じるとともに，実際の測定結果との整合性についても論じる。クロロフィルのテトラピロール構造は，葉緑体内でグルタミン酸８分子が縮合して生成されるため，その炭素同位体比はグルタミン酸のそれを強く反映したものである。ただし，縮合の過程でグルタミン酸のC5炭素が６つ脱離するため，正確に一致することはない(Ohkouchi et al., 2008)。テトラピロール構造の分子内炭素同位体組成のうち，各ピロール環を架橋している炭素については，クロロフィルを各ピロール環に分解（マレイミド化）することにより，マスバランスによって同位体組成を求めることができる。またクロロフィルの窒素同位体比は，グルタミン酸がアミノレブリン酸になるときに導入されるアンモニアの窒素同位体比を反映している。したがって，グルタミン酸の窒素同位体比とは一致しないはずであり，実際にそのことが実験から確認された。各ピロール環に含まれる窒素は，マレイミド化した後に測定したところ，理論どおりほぼ同じ同位体組成を持つことが明らかになった。, 一般社団法人日本地球化学会, 日本語
• 脂質・色素分子の安定水素同位体組成
  力石 嘉人, Researches in organic geochemistry, 22, 1, 18, 2007年12月28日
  Gas chromatograph/pyrolysis/isotope ratio mass spectrometer (GC/pyrolysis/IRMS) and pyrolysis elemental analyzer/isotope ratio mass spectrometer (pyrolysis-EA/IRMS) are relatively new instruments for on-line determination of stable hydrogen isotopic composition (D/H) of organic compounds, which allow easy and rapid access to their isotopic composition in various biological and geological samples. The hydrogen isotopic composition is a potential tool for the reconstruction of hydrological cycle in paleoenvironment. Combined with carbon isotopic composition (^<13>C/^<12>C), it has also been used for the evaluation of sources and delivery of organic compounds in geological as well as geographical samples. This paper reviews recent studies on the compound-specific hydrogen isotope analysis of lipids and pigments, which consists of brief summaries of (1) biological controls on the isotopic composition, (2) isotopic modification associated with biodegradation and diagenesis, and (3) its application in organic geochemistry., 日本有機地球化学会, 日本語
• 藻類・植物・堆積物に含まれるクロロ色素・フェオ色素のHPLC/MSによる解析
  Y. Chikaraishi; Y. Kashiyama; N. Ohkouchi, Researches in Organic Geochemistry, 22, 43, 55, 2007年12月
• 生態学指標としての安定同位体 : アミノ酸の窒素同位体分析による新展開
  力石 嘉人; 柏山 祐一郎; 小川 奈々子; 大河内 直彦, Radioisotopes, 56, 8, 463, 477, 2007年08月15日
  日本アイソトープ協会, 日本語
• Stable nitrogen isotopic composition of amino acids: Implications for aquatic food web studies
  Y. Chikaraishi; Y. Kashiyama; N. O. Ogawa; H. Kitazato; N. Ohkouchi, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 71, 15, A170, A170, 2007年08月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• Reconstruction of the past biogeochemical cycles based on compound-specific N and C isotopic analyses of sedimentary porphyrins
  Y. Kashiyama; N. O. Ogawa; Y. Chikaraishi; S. Nomoto; R. Tada; H. Kitazato; N. Ohkouchi, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 71, 15, A466, A466, 2007年08月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• 有機化合物の分子レベル安定窒素同位体比分析による地球環境解析―2:アミノ酸
  力石嘉人; 柏山祐一郎; 小川奈々子; 高野淑識; 菅寿美; 豊福高志; 富谷朗子; 北里洋; 大河内直彦, 日本地球化学会年会講演要旨集, 54th, 158, 2007年
  日本語
• O-10 白亜紀黒色頁岩形成時の海洋表層環境 : クロロフィル色素誘導体を用いた古環境解析(2.地球史とイベント大事件-2,口頭およびポスター発表,一般講演)
  大河内 直彦; 柏山 祐一郎; 力石 嘉人; 小川 奈々子; 黒田 潤一郎; 北里 洋, 日本地質学会学術大会講演要旨, 113, 48, 48, 2006年09月08日
  日本地質学会, 日本語
• Nitrogen isotopic composition of chlorophylls and porphyrins in geological samples as tools for reconstructing paleoenvironment
  N. Ohkouchi; Y. Kahiyama; Y. Chikaraishi; N. O. Ogawa; R. Tada; H. Kitazato, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 70, 18, A452, A452, 2006年08月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• Nitrogen and carbon isotopic analyses on sedimentary porphyrins of organic-rich shales from Miocene and mid-Cretaceous
  Y. Kashiyama; N. O. Ogawa; Y. Chikaraishi; H. Suga; R. Tada; H. Kitazato; N. Ohkouchi, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 70, 18, A306, A306, 2006年08月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• Stable nitrogen isotope analysis of chlorophylls by gas chromatography-isotope ratio mass spectrometry
  Y. Chikaraishi; Y. Kashiyama; N. O. Ogawa; H. Kitazato; S. Nomoto; N. Ohkouchi, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 70, 18, A100, A100, 2006年08月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• 国産コシヒカリの多元素安定同位体比分析と産地特定の可能性
  鈴木彌生子; 力石嘉人; 小川奈々子; 大河内直彦; 伊永隆史, 分析化学討論会講演要旨集, 67th, 45, 2006年04月29日
  日本語
• Stable carbon and nitrogen compositions of photosynthetic pigments as tracers for elemental cycle in the modern- and paleo-environments
  N. Ohkouchi; Y. Nakajima; N.O. Ogawa; H. Suga; Y. Kashiyama; K. Matsumoto; Y. Chikaraishi; K. Oguri; H. Kitazato, Frontier Research on Earth Evolution, 2, 1, 4, 2006年
• 光合成生物の指標としての化石ポルフィリンの窒素・炭素安定同位体組成分析
  柏山 祐一郎; 小川 奈々子; 力石 嘉人; 菅 寿美; 野本 信也; 多田 隆治; 北里 洋; 大河内 直彦, 日本地球化学会年会要旨集, 53, 0, 20, 20, 2006年
  堆積物中から抽出されるポルフィリン化合物（化石ポルフィリン）は、光合成生物が普遍的に合成するクロロフィルやバクテリオクロロフィルを起源とする。よってその安定同位体組成は、過去の環境中の物質循環や、光合成生物の代謝活動を直接的に記録したものであり、過去の海洋表層の物質循環を理解する上で有力な指標となりうる。本研究では、化石ポルフィリンを高速液体クロマトグラフィーを用いて単離・精製し、分析感度を向上させた元素分析計／同位体質量分析計を用いて測定する手法を確立した。また、単離した化石ポルフィリンを酸化分解してマレイミド化を行い、ガスクロマトグラフ／燃焼／同位体質量分析計を用いて、極微量のポルフィリンについても窒素同位体組成を測定することに成功した。また、中部中新統女川層（12～10Ma）及びイタリアの白亜系黒色頁岩（海洋部酸素事変；OAE-2）の分析結果に基づき、堆積当時の海洋環境について論じる。, 一般社団法人日本地球化学会
• GC/C/IRMSによるアミノ酸の分子レベル安定窒素同位体比分析：生体アミノ酸の窒素同位体比変動メカニズムの解明と生態学研究への応用
  力石 嘉人; 柏山 祐一郎; 多田 洋平; 豊福 高志; 小川 奈々子; 北里 洋; 大河内 直彦, 日本地球化学会年会要旨集, 53, 0, 231, 231, 2006年
  生体試料の全窒素同位体比（SUP15/SUPN/SUP14/SUPN）は、食物連鎖における栄養段階の上昇に伴い約3パーミルずつ高くなることが経験的に知られており、この知見は生態系の食物連鎖網や窒素サイクルの解析に広く用いられてきた。しかし、この窒素同位体比変動（SUP15N/SUP濃縮）の詳細なメカニズムはほとんどわかっていない。BRそこで本研究では、藻類と捕食動物に含まれる12種類のアミノ酸の窒素同位体比を調査した結果から、生体アミノ酸の窒素同位体比変動を明らかにし、食物連鎖における窒素同位体比変動メカニズムを考察した。発表ではさらに、この結果を応用した生態学研究をいくつか紹介し解説する。, 一般社団法人日本地球化学会
• 超微量有機分子の安定水素・炭素同位体比測定とその応用
  力石 嘉人; 奈良岡 浩, ぶんせき, 356, 456, 462, 2004年08月05日
  日本分析化学会, 日本語
• Carbon and hydrogen isotopic compositions of sterols in riverine-marine sediments
  Y Chikaraishi; H Naraoka, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 68, 11, A338, A338, 2004年06月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• Carbon and hydrogen isotopic fractionations during lipid biosyntheses in higher plants
  Y Chikaraishi, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 67, 18, A64, A64, 2003年09月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• Carbon isotope fractionation of monoaromatic hydrocarbons and chlorinated ethylenes during oxidation by Fenton's reagent
  Poulson, SR; Y Chikaraishi; H Naraoka, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 67, 18, A382, A382, 2003年09月
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• 有機分子レベル安定水素同位体比測定と地球環境科学への応用
  奈良岡 浩; 力石 嘉人, Radioisotopes, 51, 6, 249, 250, 2002年06月15日
  日本語

• 古気候変動学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学
• 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
• 環境分析化学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学
• 生態系物質循環学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
• 生物地球科学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学
• 生態系環境科学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
• 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
• 一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ), 2024年, 学士課程, 全学教育

• 隕石によって供給される生命材料分子とその起源
  科学研究費助成事業
  2026年04月01日 - 2030年03月31日
  古川 善博; 古賀 俊貴; 力石 嘉人
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 東北大学, 26H02079
• 有機化合物の安定同位体比分析法：誘導体化に伴う同位体比改変を解決する新技術の開発
  科学研究費助成事業
  2023年06月30日 - 2026年03月31日
  力石 嘉人
  有機化合物の安定同位体比の解析は，地球生命科学分野の様々な研究で広く用いられ，これまでに膨大な研究成果をもたらしてきた。しかしながら，本解析法は，測定法が開発されてから約30年が経った現在においても，適応できる有機化合物の種類が極めて少ないという欠点を持つ。それは，アミノ酸，糖，核酸塩基などの多くの主要な有機化合物で「同位体比の測定を行うために必要な誘導体化に伴い，同位体比の人為的改変が起きてしまう」という課題が未だに解決できていないためである。そこで本研究では，「誘導体基の交換反応」という新しいアイデアを導入し，この長年の課題を抜本的に解決する革新的技術の開発にチャレンジする。
  研究の初年度（令和5年度）は，アミノ酸の安定炭素同位体比の分析を対象に「少量の誘導体化剤」＋「十分量のエステル系溶媒を用いた交換反応」を組み合わせ，「誘導体化に伴う同位体比の人為的改変の解決法」を開発に挑戦した。
  誘導体化剤や交換に用いるエステル系溶媒，交換反応の時間等を変えた様々な条件での交換反応を実施した結果，アシル-イソプロピル誘導体化に対して酢酸イソプロピルを用いて交換反応を行った場合，交換反応を行わない場合の測定精度がプラスマイナス8パーミルであったのに対し，交換反応を4時間行うと，測定精度がプラスマイナス2パーミル程度に減少することが証明された。この結果をもとに，現在さらなる条件検討を実施している。
  日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 北海道大学, 23K17312
• 好適環境水がもたらす高成長率の仕組みの解明：次世代養殖技術の実用化に向けて
  科学研究費助成事業
  2023年04月01日 - 2026年03月31日
  小濱 剛; 力石 嘉人
  本研究の達成目標は，天然の飼育水（淡水あるいは海水）と好適環境水で様々な魚類を飼育し，アミノ酸の安定同位体比（15N/14N）を異なる飼育水の間で比較することにより，飼育個体の「エネルギー消費量」を定量的に評価することである。
  2023年度は，浸透圧調節機能が異なる３タイプ（トラフグなどの狭塩性の海水魚，コイなどの狭塩性の淡水魚，ウナギなどの広塩性の通し回遊魚）から，狭塩性の淡水魚代表種を選定した。また，選定した魚種について塩分の異なる好適環境水（0・4・8‰）での比較飼育試験を行い，体重・体長の時系列変化に加え，飼育水質のモニタリングを継続して実施している。飼育60日目時点における結果から，体重・体長共に0‰（体重2.25±0.85g,体長53.81±7.83mm）と8‰（体重1.36±0.43g,体長44.99±5.42mm），4‰(体重2.70±0.75g,体長56.03±6.94mm)と8‰に統計的優位差が確認された。この結果から，狭塩性の淡水魚代表種については，塩分4‰以下の好適環境水であれば、長期飼育が可能であると示唆された。
  今後は，飼育試験を継続するとともに，飼育試験中の個体を適宜抜粋し，アミノ酸の安定同位体比（15N/14N）の測定を行うことで，飼育個体の「エネルギー消費量」を定量的に評価し、成長差との整合性を確認する予定である。
  なお、比較飼育試験における途中結果については，研究分担者と適宜情報共有を行っており，好適環境水を用いることによる科学的効果の解明についても，両者で議論を重ねている。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 千葉科学大学, 23K11525
• 新第三紀の北太平洋における海洋基礎生産変動と海-陸間の生物地球化学的連鎖の解明
  科学研究費助成事業
  2022年04月01日 - 2026年03月31日
  沢田 健; 桑田 晃; 力石 嘉人; 入野 智久; 加藤 悠爾
  本研究では、深海掘削および陸上調査によって得られた新第三紀堆積物から、藻類および陸上植物の分子化石（バイオマーカー）、藻類微化石、生物源シリカを分析し、新生代の北太平洋におけるグローバルな海洋ー陸域間の生物地球化学的循環と生態系の連鎖（リンケージ）、環境気候システムとの関連性を解明する。海洋・陸域生態系が駆動する長時間スケールの物質循環システムの解明という観点から、海洋基礎生産と陸源有機物の海洋への輸送量の変動の体系的で定量性の高い復元を目指す。さらに、新しい古環境復元法を確立するため、新規の藻類バイオマーカーの探索とその解析法、陸上植物バイオマーカーの分子内同位体比解析法を開発する。2022年度における主な研究成果は次のとおりである。
  1. 北部北太平洋アラスカ湾掘削コア（U1417）のバイオマーカー分析を行い、珪藻、ハプト藻、渦鞭毛藻、真正眼点藻などに由来するバイオマーカーを検出し、低分解能で大まかではあるが過去1000万年間の海洋基礎生産変動を復元した。また、ハプト藻由来の長鎖アルケノンおよび真正眼点藻由来の長鎖アルキルジオールを用いた古水温計によって海洋表層水温の変動を復元した。これらの水温の変動パターンは概ねよく一致し、全体的には中新世以降の全球的な寒冷化傾向を示すことがわかった。
  2. 北海道中南部の日高町などに分布する中新統荷菜層における泥質堆積岩から、陸上セクションからは極稀な長鎖アルケノンが検出されることを発見した。そのアルケノン古水温計を用いて中期～後期中新世における体系的な海洋表層水温と海洋基礎生産の変動を復元した。
  3. 陸源有機物において陸上植物だけでなく菌類のような生物のバイオマーカーにも着目し、特に地衣類の生体試料を用いて、新規のバイオマーカーを検討した。その結果、ファルネンなどのテルペノイドがそのバイオマーカーになり得ることを明らかにした。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K22610
• 新第三紀の北太平洋における海洋基礎生産変動と海-陸間の生物地球化学的連鎖の解明
  科学研究費助成事業
  2022年04月01日 - 2026年03月31日
  沢田 健; 桑田 晃; 力石 嘉人; 入野 智久; 加藤 悠爾
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 22H01339
• ２次元ガスクロマトグラフ-安定同位体比質量分析計（GC-GC-IRMS）の開発
  科学研究費助成事業
  2020年04月01日 - 2024年03月31日
  力石 嘉人; 古川 善博; 滝沢 侑子
  本研究では，2次元ガスクロマトグラフ-安定同位体比質量分析計（GC-GC-IRMS）を開発する。その目的は，従来の1次元GC-IRMSを用いた測定において，長年の課題であった「GCでの厳格なピーク分離の要求」を抜本的に解決すること，そして，従来法では測定不可能であった多々の試料に関して，有機化合物の安定同位体比測定を可能にすることである。その達成は，生物から環境試料まで，試料中の全ての有機化合物について5W2H（Who, What, When, Where, Why, How, How many）に関する定性・定量的情報を獲得し，地球惑星科学の多様な研究，とくに (i) 生物の生合成・代謝系の機能の研究，(ii) 地球生物圏における有機物・エネルギー循環の研究，(iii) 宇宙空間や初期地球における有機物生成や生命の起源の研究などで，ブレイクスルーをもたらすと期待できる。
  本年度（繰り越し期間を含む）は，購入したGC-GCモジュール」部を，研究代表者の研究室が現有している「GC-IRMS」と接続し，「GC-GC-IRMS」を組み立てた。また，有機化合物の安定同位体比の測定に向けて，(1) 接続部，ガスライン，キャピラリーラインの再設計や再配置，(2) 様々な条件（導入部の圧力・温度等のプログラム，GC部の温度プログラム，キャリアーガスの流速，溶媒の除去とIRMSへの接続のタイミングなど）に関して，様々な検証・最適化を実施した。これらの大部分は，当初，初年度に行う予定であったが，新型コロナウィルスの感染拡大防止措置のため実施が困難であっため，研究費の繰り越しを申請し，期間を延長して行った。
  検証・最適化を行うなかで，「GC-GCモジュールと燃焼炉の間の温度制御の不安定性」が重要な課題であることがわかり，これを翌年の課題とした。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 20H00185
• 海鳥を標準デバイスとした海洋汚染リスクの広域マッピング法の開発
  科学研究費助成事業
  2019年04月01日 - 2024年03月31日
  綿貫 豊; 依田 憲; 石塚 真由美; 力石 嘉人; 高田 秀重
  本研究は、バイオロギング（ジオロケーター）で海鳥多数個体を通年追跡し，集中利用場所（生物学的ホットスポット）を求め、各個体の集中利用場所に栄養段階で標準化した体組織の汚染物質濃度とストレスマーカー濃度をひも付けてハザード・リスクマップを作るものである。本年度は、新潟県粟島で、昨年度取りこぼした12個体と昨年度装着の100個体のうち、77個体を再捕獲し、ロガーを回収し体組織サンプリングし、再度ジオロケータを装着した。その結果、多くのサンプルにより、尾羽の水銀濃度は南シナ海越冬個体で高く、2006年から2010年より、オスの水銀濃度値は低いことがはっきりした。尾羽の窒素安定同位体比が高い個体は水銀濃度も高い傾向が見られ、生物増幅があることがわかったが、海域の海水中の窒素安定同位体比を反映するフェニルアラニンの窒素安定同位体比から、海域間でオオミズナギドリの栄養段階には差がないことが予想され、南シナ海越冬個体の水銀濃度が高いのは生物増幅のせいではなく、環境中の水銀濃度が高いためであると考えられた。尾羽のコルチコステロン濃度には海域間で差がなく、また水銀濃度とも関係がなく、尾羽の水銀濃度と繁殖成績との関係はあまり明瞭ではなかった。繁殖期には採食努力量の高い個体でストレス指標が高い傾向が一部見られた。さらに、尾脂腺ワックスのフッ素系界面活性剤（PFAS）分析法を開発し、その手法で調べたところ、南シナ海越冬個体でPFCAs濃度が高い傾向がありそうだった。また、データロガーをつけなかった個体からバイオプシーで採取した血液と羽の水銀の分析から、繁殖後に時期が進んでから生え変わる羽ほど水銀濃度が低く、血液の水銀濃度はその時生え変わっている羽の値と強い相関関係にあることから、個体の集中利用海域に尾羽の水銀濃度濃度をヒモ付けてマップ作成プロセスを補強する結果が得られた。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 19H01157
• TCA回路の多様性とその起源の解明
  科学研究費助成事業
  2019年04月01日 - 2023年03月31日
  布浦 拓郎; 力石 嘉人; 千葉 洋子
  本研究の目的は、生命誕生の鍵を握るTCA回路と還元的acetyl-CoA経路（WL経路）の多様性と進化を理解するため、主に始原的系統に属すアーキア、バクテリアにおける様々な不完全型TCA回路の仕組みを解明すると共に、生命進化におけるTCA回路とWL経路の関係性の解明を目指すことにある。
  TCA回路はエネルギー生産やアミノ酸・脂質等の生合成の基点となる根源的な代謝系であり、最も研究された代謝系の一つである。一方、ゲノム解析から非モデル微生物には不完全型等多様なTCA回路の存在が示唆され、実際、本研究グループがクエン酸合成酵素の可逆性を活かした可逆的TCA回路を始原的な水素酸化硫黄還元好熱細菌Thermosulfidibacterより見出した(Nunoura et al. 2018)ように、未だ重要な知見の発見が相次ぐ。本研究では、代表者らが独自に開発した微量メタボローム解析技術を駆使し、主に始原的な系統群における多様なTCA回路の生理的機能の解明を目指す。
  2020年度においては、Orbitrap Fusion 質量分析計による有機酸のアイソトポマー解析条件の検討を実施し、TCA回路に関連する有機酸については、超好熱性アーキア細胞からのメタボライト抽出からアイソトポマー解析に至る一連の解析フローをほぼ確立した。また、不完全型の還元的TCA回路の存在が示唆されてきた水素資化性好熱性メタン菌を対象としたOrbitrap Fusion MSを用いた炭素固定経路及び不完全型TCA回路の検証を進めた。更に、それぞれ独立栄養性及び従属栄養性超好熱アーキア株における炭素固定能及びTCA回路の役割に関する検討を実施した。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 19H00988
• クロロフィルcの生化学から顕生代海洋基礎生産の進化を紐解く
  科学研究費助成事業
  2018年04月01日 - 2023年03月31日
  柏山 祐一郎; 原田 二朗; 塚谷 祐介; 神川 龍馬; 力石 嘉人; 木下 雄介; 谷藤 吾朗; 伊庭 靖弘
  本研究では，①クロロフィルｃの生合成関連遺伝子・タンパク質の探索，②クロロフィル類の分解代謝経路に関わる遺伝子・タンパク質の探索，③クロロフィルｃを有する藻類およびその起源に関わる系統の真核生物の地質情報の研究の３つのアプローチを同時進行させてきた。②に関して，最古の真核藻類の出現時期の再検証の必要のため，カナダおよびアメリカの研究者とカナダの北極圏サマセット島への２年度にわたる共同調査の実施が計画されていたがＣｏｖｉｄ－１９パンデミックの影響により中止を余儀なくされ，今後についても確実な実施の目処が立たないのが現実である。
  この状況を受けて，研究の方向性を転換して，少なくとも今年度と来年度について，①と③の項目に集中することとした。すなわち，まず①に関しては，同様に未同定である二次植物のクロロフィルａ合成遺伝子の一部についても視野に入れて，網羅的に機能遺伝子の探索を進めた。ここでは，クロロフィルｃ合成系が二次植物にのみ見出される事実を重要視し，葉緑体獲得進化に伴う遺伝子重複により生じたクロロフィル合成関連遺伝子のパラログ候補を，全遺伝子情報が既に明らかとなっている有色および無職の珪藻類とクリプト藻類のデータベースから探索した。そして，有機合成した基質クロロフィル中間代謝産物を用いて in vitroでの酵素実験を実施し，いくつかの遺伝子について機能を特定した。これらについては，光合成バクテリアのクロロフィル合成関連遺伝子を欠損させた変異体群を作成したin vivo実験も展開している。③に関しては，分解代謝の研究のためのモデル生物として，これまでのPeranema trichophorumに加えて，珪藻捕食性の鞭毛虫Amastigomonada sp.についても，クロロフィル消化の有無でのトランスクリプトーム変化の解析を進めており，今度候補となる代謝遺伝子を探索していく。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 福井工業大学, 18H03743
• 有機化合物の安定同位体比分析法：誘導体化に伴う同位体比改変を無力化する技術の開発
  科学研究費助成事業
  2019年06月28日 - 2021年03月31日
  力石 嘉人
  本研究では，誘導体化における同位体比の改変の仕組みの把握を目的に，糖やアミノ酸の代表的な誘導体化である「アシル化」に注目し，基質と誘導体化の濃度バランスと同位体比の関係を実験的に明らかにした。
  また，同位体分別の軽減の改変を軽減，および，希釈する手法の導入を目的に，(1) 界面活性剤を用いた同位体比改変の軽減，(2) 官能基の交換による同位体比改変の希釈に挑戦し，実際に，ナノフルオロ吉草酸を添加して行ったアミノ酸のアシル化で，同位体比の改変が軽減されること，および，アミノ酸のアシル基と酢酸イソプロピルのアセチル基の交換反応により，同位体比の改変が希釈されることを明らかにした。
  日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 19K21888
• 初期太陽系で生成した糖とそのキラリティー：生命構成分子の新たな起源の解明
  科学研究費助成事業
  2018年04月01日 - 2021年03月31日
  古川 善博; 大河内 直彦; 力石 嘉人
  生命を構成する糖は、これまでに地球外や地球外物質からは見つかっていなかった。本研究では、生命を構成する糖を隕石から検出し、その糖が地球外由来であることを炭素安定同位体組成を用いて明らかにした。この成果は米国科学アカデミー紀要に発表し、国内外から多くの反響を得た。この糖が地球生命の糖と同じ鏡像異性体であるかが注目されるが、本研究ではその分析手法の開発に成功し、隕石糖の分析を進めた。また、隕石に含まれる糖の生成反応であるホルモース型反応が隕石有機物の主要生成反応であったことを、模擬実験で生成したアミノ酸と不溶性有機物の炭素同位体比分析から明らかにし、Science Advances誌に発表した。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 東北大学, 18H03728
• 有機分子古植生解析法の高精度化と北日本における過去500万年間の古植生変動の復元
  科学研究費助成事業
  2018年04月01日 - 2021年03月31日
  沢田 健; 力石 嘉人; 入野 智久
  国際深海掘削計画(IODP)で日本海北海道沖から掘削された海底堆積物コア(U1422およびU1423コア)において、陸上植物テルペノイドなどの植物バイオマーカーと花粉の分析を行った。その結果、U1423において過去約430万年間の長期の古植生変動を、U1422では過去約70万年間の数百年スケールの短周期の古植生変動を復元した。針葉樹由来ジテルぺノイドや広葉樹由来トリテルペノイドによる古植生変動が、氷期/間氷期スケールやさらに数百年スケールの寒暖の気候変動とよく同調することがわかり、これら有機分子と花粉による古植生解析から多角的に日本海北部におけるモンスーンに関連した気候システム変動を解明した。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 18H01322
• アミノ酸の安定同位体測定法の超高感度化技術の開発
  科学研究費助成事業
  2017年04月01日 - 2021年03月31日
  力石 嘉人
  本研究では，ガスクロマトグラフ-同位体比質量分析計（GC-IRMS）を用いたアミノ酸の安定炭素・窒素同位体比分析の大幅な感度向上を目標に，(1)反応炉やトラップなどの各接続部のユニオンの再設計， (2) 金属触媒を用いた酸化・還元炉の高性能化，(3) マルチパーパスサンプラー（MPS）システムの導入，(4) カラムカップリング法の導入した。その結果，市販のGC-IRMSの約100倍の感度の向上が達成された。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 17H02988
• 水陸境界環境の物質循環を解読するアミノ酸安定窒素同位体比解析法の創出
  科学研究費助成事業
  2017年06月30日 - 2019年03月31日
  力石 嘉人; 石川 尚人; 菅谷 智司; 滝沢 侑子; 佐々木 瑶子; 高野 淑識; 小川 奈々子; 大河内 直彦; 土屋 正史
  本研究では，生体試料中に微量で含まれているメチオニン（必須アミノ酸の１つ）の安定窒素同位体比の測定に関して，異なる２つの性質のGCカラムを連結する「カラムカップリング法」と定義できるような新しい分析法を開発した。またそれを用い，メチオニン・フェニルアラニン・グルタミン酸の窒素同位体比から，河川等の水陸境界環境で生息する生物における「有機物資源の水陸混合率：藻類X％-陸上植物Y％」，および「栄養段階」を推定する方法論を確立した。
  これらの成果を，水陸境界環境における生物の栄養段階，および餌資源の同定・水陸混合比を見積もる新たな方法論としてまとめ，国内学会，および，国際誌で発表した。
  日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 17K18796
• 脂肪酸の超簡易誘導体化法の開発：脂肪酸安定同位体比を用いた環境動態の理解へ向けて
  科学研究費助成事業
  2015年04月01日 - 2018年03月31日
  後藤 晶子; 力石 嘉人
  脂肪酸の水素、炭素の安定同位体比は、脂質の供給源や過去の環境復元、生産/消費プロセスなどを知るための有用なツールとして様々な分野での活用が期待されるが、現在その利用は、前処理、特に誘導体化に関わる難しさによって妨げられている。本研究では、アルコールとクロロギ酸エステルを用いた新たな脂肪酸の誘導体化（エステル化）法によってこの問題を解決することを試みた。この方法では、容器中で脂肪酸と試薬とをしっかりと混合することのみで、室温下、数分間で、安全かつ簡便に反応が進行する。また、反応時にいくらかの水の混入を許容できることから、湿度が高い環境下でも湿気を気にすることなく作業ができる利便性を有している。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 金沢大学, 15K00519
• 堆積物―水境界の地球生命科学：生態系機能・堆積ダイナミクス・物質循環の統合的理解
  科学研究費助成事業
  2013年04月01日 - 2017年03月31日
  北里 洋; 小栗 一将; フレデリック シニゲル; 豊福 高志; 白石 史人; 力石 嘉人
  堆積物ー水境界(SWI）の動態を、現場観測、室内実験を通じて把握し、化学勾配の変動から生態系機能を明らかにする。また、底生有孔虫類がシストを作り、1日かけて殻形成を行うことに注目してSWI動態に関するプロキシーを作成する。研究は、オプトード観測、有孔虫個体群動態と生態系機能の把握、ケモスタットを用いた有孔虫の殻形成過程の把握と殻中の微量元素の定量、同位体生態学を行い、成果をまとめた。
  底生有孔虫類の殻形成過程を把握し、殻には、殻形成時に変動するSWIの動態が記録されていることを明らかにした。有孔虫殻の微量元素組成の変異はSWI の変動に起因し、生物地球化学循環の復元につながる。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 25247085
• アミノ酸の異性体レベル安定同位体比が明らかにする有機化合物と生命の大連鎖
  科学研究費助成事業
  2012年04月01日 - 2016年03月31日
  力石 嘉人
  本研究では，アミノ酸の光学異性体レベルの窒素・炭素・水素同位体比分析法の開発に挑戦し，以下の結果を得た。(1) 窒素・炭素同位体比に関しては，ピバロイル/イソブチルエステル誘導体化法と極性のGCカラムの組み合わせにより， 約0.5nmolの試料で±0.5‰の測定が可能になった。またいくつかの代表試料を使って，この分析法が，生物，堆積物，そして隕石試料に至るまで，様々な試料へ利用できることを確認した。(2) 一方で，水素同位体比に関しては，アミノ基上の交換性水素のコントロールが困難であり，測定法の開発ができなかった。
  日本学術振興会, 若手研究(A), 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 24684041
• 嫌気性真核微生物における新規ステロール代替物質の探索
  科学研究費助成事業
  2013年04月01日 - 2015年03月31日
  瀧下 清貴; 大河内 直彦; 力石 嘉人
  一般的な生物学の教科書では「真核生物は細胞膜にステロールを持つ」と記されている。ステロールは真核細胞膜の柔軟性を維持し，食作用にも重要な役割を果たしていると考えられており，その生合成には分子状酸素が必須である。しかし嫌気環境に適応している真核生物の中には，ステロールもそれと類似の構造を持つ代替物質も存在しないことがゲノム/トランスクリプトーム解析およびGC-MS解析より明らかとなった。ただし，該当の嫌気性真核生物はステロールと同様に親水性部分と比較して疎水性部分が極端に小さいセラミドと呼ばれる脂質を合成する能力は持っており，それがステロール代替物質として機能している可能性が示された。
  日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 独立行政法人海洋研究開発機構, 25650132
• 共生が促す有孔虫の多様化メカニズム
  科学研究費助成事業
  2012年04月01日 - 2015年03月31日
  土屋 正史; 藤田 和彦; 石村 豊穂; 力石 嘉人; 坂井 三郎; 小栗 一将; 豊福 高志; 野牧 秀隆; 吉田 尊雄; フレデリック シニゲル
  宿主－共生系は生物の多様性を生み出す要因の1つであり，多様な共生様式を持つ有孔虫進化の原動力となる。共生を介した有孔虫類の多様化機構を明らかにするため，本研究では，有孔虫に見られる盗葉緑体現象の理解・背景・機能・役割の解明を目的とした。宿主有孔虫は珪藻に由来する葉緑体だけを獲得し，獲得された盗葉緑体は光や餌の有無により維持期間が変化した。宿主有孔虫は，獲得した盗葉緑体が産生する有機物を利用するが，有孔虫類の盗葉緑体には細胞質内pH環境の変化に寄与するという盗葉緑体の新たな役割が明らかになった。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 独立行政法人海洋研究開発機構, 24340131
• 核磁気共鳴分光法(NMR)を用いたジオメタボロミクスの開発
  科学研究費助成事業
  2010年 - 2012年
  力石 嘉人
  本研究では,堆積物などの環境試料の抽出物に対して,核磁気共鳴分光法(NMR)を用いた有機化合物の一次スクリーニング法の開発を試みた。その結果,淡水性試料に含まれるクロロフィルやアミノ酸などの有機化合物に対しては,1mmプローブを用いた1H NMRにより,実用レベルでの定量スクリーニング法を確立した。一方で,(1) 海洋性試料に対しては,多量に存在する有機酸と無機塩の妨害により高感度スクリーニングが行えないこと,(2) 他核NMR(<13>^C, <15>^N NMR)や1^H^<-13>C, 1^H^<-15>Nなどの2次元NMRでは,実用レベルでの定量スクリーニングが非常に難しいことがわかった。
  日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 独立行政法人海洋研究開発機構, 22654067
• 嫌気環境で促進される生命史ー現場観測・培養・遺伝子から解く有孔虫進化のパラドクス
  科学研究費助成事業
  2009年 - 2012年
  北里 洋; 土屋 正史; 小栗 一将; 豊福 高志; 力石 嘉人; 野牧 秀隆
  本研究は嫌気環境が卓越する時代に海生真核単細胞の進化が飛躍的に促進されていることに着想を得て、真核単細胞生物が嫌気環境に積極的に適応し、進化が促進される仕組みを明らかにすることを目的とした。研究は現場観測を相模湾、下田湾、日本海、八戸沖、鹿児島県甑島なまこ池、アラビア海等で実施した。現場で溶存酸素やpHなどの環境情報を取得した上で、試料を採取した。得られた試料はゲノム解析、精密飼育実験、細胞生物学的観察、有機物の同位体分析を軸として展開した。結果は論文29報、学会発表42報を中心として広く内外の専門研究者に報告するとともに、web、講演、プレスリリースなどを通じアウトリーチにも務めた。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 独立行政法人海洋研究開発機構, 21244079
• アミノ酸の分子レベル多次元安定同位体比測定法の開発
  科学研究費助成事業
  2009年 - 2011年
  力石 嘉人
  本研究では,アミノ酸の窒素・炭素・水素安定同位体比分析法の開発を行った。その結果,(1)窒素に関しては,ピバロイル/イソプロパノール誘導体化法により,実試料において, 0.5nmolの試料で±0.5‰の測定が,(2)炭素に関しては, 1段階誘導体化法により,標準試料であれば, 0.1nmolの試料で±0.5‰の測定が,(3)水素に関しては,ピバロイル/イソプロパノール誘導体化法により, 0.5nmolの実試料において,±50.100‰の測定が可能になった。
  日本学術振興会, 若手研究(A), 独立行政法人海洋研究開発機構, 21684033
• 深海底生物群集における有孔虫ゼノフィオフォアの生態的な役割と有孔虫初期進化の解明
  科学研究費助成事業
  2009年 - 2011年
  土屋 正史; 豊福 高志; 野牧 秀隆; 力石 嘉人
  本研究では,ゼノフィオフォアの餌資源利用形態や他の微小生物との生態的な関係を明らかにするために,分子系統解析,細胞な微細構造の観察,炭素・窒素安定同位体比分析を行った。現場培養実験では,炭素ラベルしたグルコースと窒素ラベルした珪藻(Pseudonitzschia sp. NIES-1383)を現場培養装置に添加し, 2日間の培養を試みた。その結果,ゼノフィオフォアは,突発的な沈降有機物に素早く反応し,餌資源を効率的に捕集し利用することで,急速な成長を促すことが示唆された。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 独立行政法人海洋研究開発機構, 21540489
• アミノ酸の立体異性体分子レベル安定窒素同位体比解析法の研究
  科学研究費助成事業
  2008年 - 2009年
  高野 淑識; 大河内 直彦; 力石 嘉人
  生体を構成する分子には、光学異性体や構造異性体が存在する。身近な光学異性体の例でいうと、タンパク質を構成するアミノ酸は、基本的にL-体アミノ酸から構成され、核酸の糖は、D-体リボースから構成されることが挙げられる。また、D-アラニンなどのようにタンパク質は構成しないが、細胞内のペプチドグリカンとして局所的に高濃度に存在する場合がある。これらの他にも生体内で生理活性を持つ種々の分子は、いずれかの異性体に偏っていることが多い。本研究では、従来のキラルなキャピラリーカラムを用いた光学異性体の分離ではなく、光学活性アルコール付加によるジアステレオマー誘導体化法を導入し、自然界に存在する光学異性体および構造異性体の個々の分子レベル窒素同位体比の評価を行った。
  日本学術振興会, 若手研究(B), 独立行政法人海洋研究開発機構, 20740316
• 有機化合物の分子レベル安定窒素同位体比分析による古海洋窒素サイクル復元法の研究
  科学研究費助成事業
  2007年 - 2008年
  力石 嘉人
  堆積物や生物殻体(貝殻や骨)に含まれるアミノ酸・クロロフィルの安定窒素同位体比(15_N/14_N)は,過去の地球環境の窒素サイクルを知り得る唯一のツールとして期待されている。
  本研究では,海洋堆積岩(数千万年前)・海洋堆積物(数百万年前~現在)・生物化石(数万年~現在)・ホルマリン固定生物(数十年前~現在)・貝殻(数年前~現在)などの様々な試料に対し本解析法を適用し,本手法が様々なケースに広く利用可能であることを証明した。
  日本学術振興会, 若手研究(スタートアップ), 独立行政法人海洋研究開発機構, 19840054