2018 Fiscal Year Annual Research Report
培養に頼らないウイルスの浄水処理性評価手法と高効率浄水ウイルス処理システムの構築
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18H03790
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
松下 拓 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30283401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 佳彦 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00173790)
白崎 伸隆 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60604692)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 土木環境システム / ウイルス / 浄水処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、これまでの予備検討にて大腸菌ファージMS2粒子（モデルウイルス）と金ナノ粒子（モデルDNA）を用いて構築した封入手法を、遺伝子組み換え技術により発現させたノロウイルス外套タンパク（VLPs, 中に遺伝子を含まない）へ適用することを試みた。まず、還元剤を用いて、ノロウイルス外套タンパク（VLPs）の構造をいったん崩壊させた（電子顕微鏡で確認）。ここに、外来DNA共存下で塩化カルシウムを添加することにより、VLPsを再合成させると同時に（電子顕微鏡で確認）、外来DNAをVLPsに封入した（ELISAとPCRにより確認）。現段階で封入率が低いため（想定内）、次年度には、VLPsと親和性の高いDNAに変更するか、アビジン／ビオチン修飾を導入するなどの対応が必要になることが分かった。
一方、予備検討にて確立したナノセラム陽電荷膜法による大量濃縮（ウイルス濃度は極めて低いため濃縮が不可欠）により、札幌近郊の2か所の浄水場にて、トウガラシ微斑ウイルス（PMMoV）の浄水処理工程での濃度変化を調べた。その結果、凝集－沈澱－砂ろ過処理を行っているA浄水場での除去率が1.5 log程度であるのに対し、（凝集－沈澱－砂ろ過処理より高除去率が期待されたにも関わらず）凝集－MF膜ろ過処理を行っているB浄水場では1.2 log程度と小さいことが分かった。B浄水場の原水を用いた室内実験により、凝集剤添加濃度を大きくすると、凝集－MF膜ろ過処理でも、4 log以上の除去率が期待できることが分かった。すなわち、ファウリング抑制に必要な最低限の凝集剤添加濃度では、大きいウイルス除去は期待できない可能性があることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度の目標であった、ノロウイルスVLPsを用いたDNA封入VLPsの作製に成功し、さらなる封入率の向上に向けて、外来DNAとVLPsの親和性を高める必要があるとの結論を導き出せ、次年度へ繋がる成果を出すことができた。
また、次年度に予定していた「処理フローの異なる浄水場でのPMMoV調査」を前倒しにて開始し（凝集－MF膜処理）、凝集剤添加濃度が低い場合には、通常の「凝集－沈澱－砂ろ過」方式の処理場と同程度かそれ以下のウイルス除去しか期待できないことが示せた。以上より、「当初の計画以上に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
DNA封入VLPsの作製に関しては、DNA封入率の向上のカギとなる、VLPsとの親和性の高い外来DNAへの変更あるいは、アビジン／ビオチン修飾等の導入を試みる予定である。
実浄水場におけるPMMoVの処理性調査に関しては、季節変動や経年変化を調べるため、近郊浄水場での調査を継続するとともに、他地域の浄水場における調査にも取り組みたいと考えている。また、PMMoV以外に、水系ヒト感染性ウイルスについても知見の集積を試みたい。
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Research Products
(3 results)
