2020 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 |
昨年度までの検討で、ノロウイルス外套タンパク粒子（VLPs）の構造を還元剤を添加することによりいったん崩壊させた（電子顕微鏡で確認）後、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（ELISAとPCRにより確認）することに成功した。しかしながら、外来遺伝子の封入率が著しく低く、このような遺伝子封入VLPsを用いても、計画当初の目標であった「低濃度ノロウイルスの浄水処理性の評価」が困難であると判断され、外来DNAとVLPsの親和性を高める必要があることが分かった。そこで本年度は、同じノロウイルス属のマウスノロウイルスを実験室で培養してRNAを抽出し、VLPsへの封入を試みたが、封入率の増加には至らなかった。今後、金ナノ粒子に外来DNAを修飾し、金ナノ粒子とともにVLPsへ封入する手法を試みる予定である（金ナノ粒子が既に封入できることは確認済み）。
一方、昨年度までに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つの膜ろ過浄水場（いずれも凝集－MF膜ろ過）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それぞれ複数回調査した。その結果、PMMoVの除去率は、それぞれ0.7～1.5 log以上, 1.3～2.9 log以上であることが分かった。この値は、昨年度までに調査した、通常の浄水処理で行われる凝集－沈澱－砂ろ過処理（1～2 log）と概ね同程度であった。
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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
本年度までの検討にて、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、DNA修飾した金ナノ粒子が有効であるとの方向性を導き出せ、次年度へ繋がる成果を出すことができた。
また、「浄水場でのPMMoV調査」についても継続してデータを蓄積しており、昨年度までの凝集－沈澱－砂ろ過処理に加え、凝集－MF膜処理でのウイルの除去性についての知見が蓄積されてきた。
以上より、「おおむね順調に進展している」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を修飾した金ナノ粒子（既に金ナノ粒子がVLPsに封入できることは実験的に確認している）を用いることにより、DNAの封入率を大幅に高め、室内浄水処理実験を行いたい。
一方、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も継続して行いたいと考えている。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
(5 results)
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[Presentation] Evaluation of virus reduction efficiency in coagulation-microfiltration by a full-scale study and lab-scale experiments2020
Author(s)
Shirakawa, D., Shirasaki, N., Matsumura, T., Koriki, S., Matsushita, T. and Matsui, Y.
Organizer
The Water and Environment Technology Conference 2020-Online
Int'l Joint Research
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