2018 Fiscal Year Annual Research Report
Microbial arsenic transformation pathways associated with polluted environments
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15H02842
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
濱村 奈津子 九州大学, 理学研究院, 准教授 (50554466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
光延 聖 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70537951)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒ素酸化酵素 / 微生物ヒ素代謝 / アンチモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実際の汚染現場では、季節変化にともなう温度や降水量の変化による酸素供給量（嫌気度）の変動や、他の重金属等と混在することによる複合暴露などが、微生物代謝活性へと影響し固定化されているヒ素の溶出を引き起こす誘因となると考えられる。本研究では、ヒ素との複合汚染が報告されている同族毒性元素アンチモンがヒ素形態変化に及ぼす影響を明らかにするとともに、ヒ素挙動に関与する土壌微生物群集の推移と遺伝子発現応答の定量的検出を試みた。アンチモンの毒性は化学形態に依存し、毒性の高い三価態の共存下ではヒ素酸化活性が阻害されるが、ヒ素酸化酵素を保有する細菌群の割合は増加する傾向が見られた。三価態に比べ毒性の低い五価アンチモンの共存下ではヒ素酸化活性は変化しないが、アンチモンの複合暴露条件下ではいずれも細菌群集構造が推移し、異なるヒ素酸化細菌群が優占化することが示された。複合汚染の際の共存元素が鉄など比較的毒性の低い重金属の場合は、環境中ヒ素酸化活性やヒ素形態と、ヒ素酸化酵素遺伝子の定量解析は相関することが示されている。qRT-PCRによるヒ素酸化酵素遺伝子の定量発現解析の結果、毒性の高い三価アンチモンとヒ素の複合曝露下において、ヒ素酸化酵素遺伝子の発現量は低下しておらず、ヒ素単独暴露の系と同程度の発現量であった。また、分離培養された複数のヒ素酸化土壌細菌群は、系統近縁種においてもアンチモン共存条件で異なるヒ素代謝速度を示し、アンチモン耐性レベルも異なることが明らかとなった。これらの結果を総合して、毒性元素の共存下では、複合汚染物質に耐性の高い微生物群が選択され、アンチモンに耐性を示すがヒ素代謝活性速度の異なるヒ素酸化細菌が出現したためヒ素酸化効率が減少し、毒性元素代謝活性に影響を及ぼしたと考えらえる。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Millimeter-scale topsoil layer blocks arsenic migration in flooded paddy soil2020
Author(s)
Mitsunobu, S., Toda, M., Hamamura, N., Shiraishi, F., Tominaga, Y., Sakata, M.
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Journal Title
Geochimica et Cosmochimica Acta
Volume: 274
Pages: 211-227
DOI
Peer Reviewed
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