超微小細菌の生態学的役割の解明と膜ファウリングフリー技術への展開
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22K14356
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
滝本 祐也 長岡技術科学大学, 技学研究院, 助教 (50914610)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 極小細菌 / 膜ファウリング / 分離培養 / 膜面バイオフィルム / 高分子分解 |
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| Outline of Research at the Start |
膜ファウリングは、膜分離活性汚泥法（MBR法）の主要な課題であり、分離膜上のバイオフィルム形成に伴い膜透過流速が低下する現象である。本研究は、極小細菌が膜ファウリング原因物質を分解するという仮説を実証するために、膜ファウリングの原因となる難分解性高分子を単一基質とする極小細菌の分離培養とその生理生態学的特徴を明らかにする。最終的に、膜ファウリング原因物質を直接分解する極小細菌を用いた新規の膜ファウリング制御システムの開発につなげる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、超微小細菌(以下、極小細菌)が、膜ファウリング原因物質を分解するという仮説を検証するため、 膜ファウリングの原因物質を単一基質とする極小細菌の分離・培養とその生理生態学的特徴の解明に挑む。極小細菌は膜分離活性汚泥法の活性汚泥内ではごくわずかにしか検出されないにもかかわらず、膜面バイオフィルム中に集積されることが明らかとなり、本研究では、極小細菌の分離・培養を介して未知の生理生態学的特徴を明らかにし、最終的に、膜ファウリング原因物質を直接分解する極小細菌を用いた新規の膜ファウリング制御方法を提案する。
本年度には、膜分離活性汚泥法の膜面バイオフィルムに形成されたゲルバイオフィルムを用いて、0.45μmフィルターを使用し微小細菌を抽出した後、極小細菌叢の16S rRNA遺伝子解析を実施し、対象細菌を決定し、その分離培養に試みた。培養に用いる基質は、膜ファウリング原因物質を抽出し濃縮した物質である。液体培養とプレート培養を実施したところ、膜ファウリング発生時に検出される細菌の集積培養と、コロニー単離株の分離に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、膜分離活性汚泥法の膜面バイオフィルムに形成されたゲルバイオフィルムを用いて、0.45μmフィルターを使用し微小細菌を特定し、その分離培養に試みた。膜ファウリング原因物質を抽出濃縮し、それらを基質として利用し、液体培養とプレート培養を実施したところ、膜ファウリング発生時に検出される細菌の集積培養と、コロニー単離株の分離に成功した。また、活性汚泥から抽出物だけでなく、近年報告されているペプチドグリカンやLPSなどの膜ファウリング原因とされる物質においても集積培養系が維持されたことから、今後の単離に向けた成果が得られたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、膜ファウリング原因細菌を殺菌、および膜ファウリング物質を直接分解する極小細菌の集積培養および単離を継続して実施し、単離株もしくは集積培養系のメタゲノム解析とトランスクリプトーム解析から、高分子の低分子化に寄与する細菌の決定とその生態学的機能を明らかにする。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
