2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of fundamental technologies for rare metal recovery by exploring metal responsible bioresource
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19H02654
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
簡 梅芳 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (20533186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 千弘 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (30271878)
菅原 一輝 成蹊大学, 理工学部, 研究員 (60792405)
飯塚 淳 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (70451862)
久保田 健吾 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (80455807)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | レアメタル / 生物回収 / モリブデン / ニッケル / 微生物固定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、金属応答性生物資源の発掘、生物工学的手法を駆使した高集積度・高特異性の金属吸着酵母の創出および金属濃縮・回収バイオシステムの開発を目的として行っている。生物資源の発掘について、ヒ素の超蓄積植物であるモエジマシダに対してRNAseqを行い、ヒ素の吸収・輸送に寄与する遺伝子群として、硝酸とホウ酸の輸送遺伝子が大きく寄与することが示唆された。また、ヒ素の吸収に寄与する機能性根圏微生物との組み合わせにより、環境からヒ素を効率的に除去・回収することは技術的に可能であることを証明した。また、金属応答性を持つ微生物を探索した集積培養から、有機汚染物の1,4-dioxaneを有効に分解するコンソーシアムを獲得した。その後の解析により、他の汚染物と共存状態であっても1,4-dioxaneを効率よく分解できる安定したコンソーシアムの構築に成功した。
金属濃縮・回収バイオシステムの開発について、これまでに構築したモリブデンを細胞表面に吸着する酵母を中核とし、対象遺伝子をモリブデンからニッケルとコバルトにデザインを変えて行ったことで、大腸菌段階での構築に成功し、ニッケルとコバルトの吸着も確認できた。一方、このような金属吸着微生物をシステムとして利用するために、微生物の固定方法を検討し、固定担体とするセラミックスの特徴付け、また酵母を固定した際のモリブデン吸着挙動について評価した。多孔質は酵母の固定または固定後の増殖に有利な形状で、気孔径の大きさや深さを最適化することにより、酵母の固定量を向上させられることがわかった。モリブデン回収実験の結果と合わせ、セラミックスを効果的に酵母を固定するには、担体の形状、表面処理、酵母との親和性を向上、酵母固定量について、最適化する価値があると見出した。
上記の成果を、英文論文一報、日本語論文一報を掲載し、国内学会における発表３件を行なった。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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