2017 Fiscal Year Annual Research Report
微生物由来生体分子がもたらす核種移行モデルの新展開
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15H04245
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
田中 万也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (60377992)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大貫 敏彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (20354904)
山崎 信哉 筑波大学, 数理物質系, 助教 (70610301)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アクチノイド / 微生物 / 生体分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまでほとんど注目されてこなかった微生物が放出する“細胞外”生体分子のうち錯体を形成しアクチノイドの可溶化を促進する物質、及び電子授受により還元反応を促進する物質（電子メディエーター）の二つに着目している。本研究の目的はこれらの物質が1)どのような微生物種により放出されるのか、2)どのような物質であるのか、そして3)アクチノイドの移行挙動にどの程度の影響を与えるのかを具体的に明らかにすることである。
前年度までの成果から、微生物がTh(IV)やPu(IV)を錯体を形成する有機物を排出することが明らかとなった。また、Th(IV)に関しては微生物が非活性状態（死んでいる）ではこうした有機物を排出しないことが明らかとなっていた。今年度は、Pu(IV)に関しても同様のことを調べた。その結果、Pu(IV)に関してもTh(IV)と同様に微生物が活性状態（生きている）においてのみ錯体を形成する有機物を排出していることが明らかとなった。 これまでの実験では真菌（カビの仲間）を用いていたが、今年度はさらにバクテリアを用いて同様の実験を行った。その結果、真菌と同様にバクテリアが四価セリウムや四価アクチノイドを可溶化させる有機物を細胞外に排出していることが分かった。さらに、低温での実験や滅菌処理を行った後の同様の実験においてはそれらの有機物の効果が低下することも明らかとなった。
キノン類がウランの酸化還元反応に与える影響を検討した。電気化学的手法を用いてアントラキノン誘導体４種およびベンゾキノン、ナフトキノン誘導体を用いて比較したところ、キノン類の標準酸化還元電位とウランの還元反応の速度に負の相間が見られた。これらの実験から、嫌気状態において微生物に由来するキノン類もウラン還元反応が促進されることが新たに明らかとなった。
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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、アクチノイドの可溶化を促進する有機物、及び電子授受により還元反応を促進する有機物（電子メディエーター）のそれぞれに関して研究を進めた。研究実績で述べたように、それぞれ着実に研究成果が得られており、研究計画はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
微生物が排出する有機物のうち、四価セリウム、トリウム、プルトニウムと錯体を形成するものを分離回収し、同定を行う。微生物を嫌気培養した後、代謝生成物を回収しウランの酸化還元反応に寄与する化合物を探索し、同定を行う。最終年度までに得られた研究成果を整理し、学術論文にまとめる。
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[Journal Article] Complexation of Eu(III), Pb(II), and U(VI) with a Paramecium glycoprotein: Microbial transformation of heavy elements in the aquatic environment.2018
Author(s)
Kozai, N., Sakamoto, F., Tanaka, K., Ohnuki, T., Satoh, T., Kamiya, T. and Grambow, B.
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Journal Title
Chemosphere
Volume: 196
Pages: 135-144
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Quantitative analysis of radiocesium retention onto birnessite and todorokite.2017
Author(s)
Yu, Q., Ohnuki, T., Kozai, N., Sakamoto, F., Tanaka, K. and Sasaki, K.
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Journal Title
Chemical Geology
Volume: 470
Pages: 141-151
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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