畜産環境における耐性菌パンデミック防御のための抗菌剤磁気分離と嫌気性消化への展開
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20H03107
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
井原 一高 神戸大学, 農学研究科, 教授 (50396256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
間世田 英明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10372343)
清水 和哉 東洋大学, 生命科学部, 教授 (10581613)
梅津 一孝 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (20203581)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
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| Keywords | 嫌気性消化 / 磁気分離 / 家畜糞尿 / 抗生物質 / 薬剤耐性 / 動物用抗菌剤 / 抗生物質耐性菌 / 畜産廃水 / 乳牛糞尿 / 耐性菌 |
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| Outline of Research at the Start |
畜産業において，家畜の疾病治療・予防，そして生産性向上のために，動物用抗菌剤（抗生物質）が使用されている。近年，畜産由来の抗生物質耐性菌が環境に拡散し，伝播することから「サイレントパンデミック」として，その影響が懸念されている。本研究では，畜産施設からの排出される薬剤耐性菌に対し包括的な制御法を確立するため，家畜糞尿含有廃水や廃棄乳等の液相に残留する抗生物質の磁気分離による残留抗生物質除去と，嫌気性消化（メタン発酵）による家畜糞等の固相に残留する薬剤耐性菌の低減手法を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
畜産廃水や家畜糞尿液分に残留する動物用抗菌剤の磁気分離法の確立のため，鉄電極を用いた電気化学磁気シーディング法の検討と専用磁気分離装置の開発を行った。家畜糞尿液分のような高濃度有機物が含有する溶液に残留するテトラサイクリン系抗生物質への磁気シーディングにおいて，除去率に大きく寄与する因子を見出した。また，磁気力によって分離した対象物質を磁気分離装置から高効率に回収できることができる磁気フィルタの諸条件について明らかにした。
磁気分離による抗生物質濃度低減において，多剤耐性遺伝子の出現抑止の観点から関連するリスクの評価も求められる。そこで，抗菌剤levofloxacin（LVX）の濃度を変動させながら4台のシーケンスバッチリアクターに曝露し，単離した440株を16S rRNA遺伝子の配列に基づいて同定するとともに，37℃で培養可能である株をヒト病原体の可能性があるものとして選択した。低濃度から高濃度曝露に切り替えたシーケンスバッチリアクターのみ33株のAcinetobacter baumanniiが出現した。これらを病原性の抗生物質耐性菌に対する塩素/UV処理の殺菌効率を評価した。これらA. baumanniiは，0.5 mg/L以上の塩素処理または30分以上のUV照射により，殺菌が可能であった。
また，嫌気性消化による乳牛糞尿に残留する耐性菌制御法についても検討を行った。酸生成相とメタン生成相を分離させ，それぞれの相において耐性菌の消長を評価し，特に酸生成相の寄与が大きいことが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(33 results)
