Effects of antibiotics on the microbial arsenic cycle in aquatic environments

• Project/Area Number: 23681005
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: YAMAMURA Shigeki 独立行政法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (90414391)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥23,530,000 (Direct Cost: ¥18,100,000、Indirect Cost: ¥5,430,000); Fiscal Year 2014: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2013: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2011: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
• Keywords: ヒ素 / 環境動態 / 抗生物質 / 耐性細菌 / ヒ酸塩 / 亜ヒ酸塩

Outline of Final Research Achievements

We investigated the effects of antibiotics on microbial arsenate (As(V)) reduction and arsenite (As(III)) oxidation in sediments collected from a small pond and a eutrophic lake. The As(V)-reducing activities were less susceptible to chloramphenicol in aerobic conditions than in anaerobic conditions. Aerobic As(V) reduction proceeded in the presence of diverse types of antibiotics. In contrast, some antibiotics strongly inhibited aerobic As(III) oxidation. These results indicate that the aerobic As(III) oxidizers in the sediment are more sensitive to certain types of antibiotics than the aerobic As(V) reducers. Our results suggest that antibiotic disturbance of environmental microbial communities affects the biogeochemical cycle of As.

Research Products

• [Journal Article] 微生物によるヒ素の酸化・還元に及ぼす抗生物質の影響 (2014)
  • Author(s): 山村茂樹
  • Journal Title: 水環境学会誌 Volume: 37（A） Pages: 314-321
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effect of Antibiotics on Redox Transformations of Arsenic and Diversity of Arsenite-Oxidizing Bacteria in Sediment Microbial Communities. (2014)
  • Author(s): Yamamura S., Watanabe K., Suda W., Tsuboi S., Watanabe M.
  • Journal Title: Environ. Sci. Technol. Volume: 48 Issue: 1 Pages: 350-357
  • DOI: 10.1021/es403971s
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microbiology of inorganic arsenic: From metabolism to bioremediation. (2014)
  • Author(s): Yamamura S., Amachi S.
  • Journal Title: J. Biosci. Bioeng. Volume: 印刷中
  • NAID: 110009838761
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 亜ヒ酸濃度が土壌中の亜ヒ酸酸化細菌群集構造に及ぼす影響 (2014)
  • Author(s): 董典涛, 山村茂樹, 山口紀子, 牧野知之, 天知誠吾
  • Organizer: 環境微生物系学会合同大会2014
  • Place of Presentation: 浜松
  • Year and Date: 2014-10-17 – 2014-10-20
• [Presentation] 異化型ヒ素還元細菌と酸化還元メディエーターを併用した汚染土壌浄化技術の開発 (2014)
  • Author(s): 山村茂樹, 天知誠吾, 池道彦
  • Organizer: 日本生物工学会第66回大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] 微生物によるヒ素の環境動態変化に及ぼす抗生物質の影響の解明 (2013)
  • Author(s): 山村茂樹, 渡邊圭司, 須田亙, 坪井隼, 渡邊未来
  • Organizer: 第29回日本微生物生態学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス
• [Presentation] 微生物によるヒ素可溶化に及ぼすリボフラビンの影響 (2013)
  • Author(s): 山村茂樹
  • Organizer: 第47回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 大阪工業大学大宮キャンパス
• [Presentation] 抗生物質が好気環境での微生物によるヒ酸還元を促進する? (2012)
  • Author(s): 山村茂樹, 渡邊圭司, 渡邊未来
  • Organizer: 第46回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 東洋大学(東京都)
  • Year and Date: 2012-03-14
• [Presentation] 微生物によるヒ素・セレン還元を利用した環境浄化 (2012)
  • Author(s): 山村茂樹
  • Organizer: 第28回日本微生物生態学会大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学
• [Presentation] 湖沼底泥中の亜ヒ酸塩酸化細菌群に及ぼす各種抗生物質の影響 (2012)
  • Author(s): 山村茂樹
  • Organizer: 日本水処理生物学会第49回大会
  • Place of Presentation: 北里大学白金キャンパス
• [Presentation] 環境微生物によるヒ素の酸化・還元に及ぼす抗生物質の影響 (2011)
  • Author(s): 山村茂樹, 渡邊圭司, 渡邊未来
  • Organizer: 第17回ヒ素シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(茨城県)
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] Role of Redox Active Vitamins in Microbial Arsenic Mobilization (2011)
  • Author(s): Shigeki Yamamura, Keiji Watanabe, Mirai watanabe, Satoshi Soda, Michihiko Ike
  • Organizer: IUMS 2011 The Unlimited World of Microbes
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • Year and Date: 2011-09-07
• [Book] 地球を救うメタルバイオテクノロジー (2014)
  • Author(s): 山下光雄, 清和成 編
  • Total Pages: 242
  • Publisher: 成山堂書店
• [Remarks] 国立環境研究所◎地域環境研究センター ホームページ 山村茂樹のページ
  • URL: http://www.nies.go.jp/chiiki/kenkyusha/yamamura_shigeki.html