微生物共生系を活用した土壌吸着クロロエチレン類の革新的浄化手法の確立

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15131
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 吉川 美穂 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究員 (90563734)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: バイオレメディエーション / クロロエチレン類 / 土壌 / 吸着 / グルコース / 発酵

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、クロロエチレン類を完全分解・無毒化できる細菌Dehalococcoidesと共生可能なグルコース発酵微生物による土壌構造の変化と汚染物質の溶出促進効果で、土壌の分解促進が可能であるかを検証し、新たな浄化手法を確立することを最終目的とする。
2020年度は研究実施期間延長に伴い変更した研究実施計画に従い研究を遂行した。クロロエチレン類の分解促進効果を反応速度論的に解析するのに必要な、反応速度式の構築を行った。従来の反応速度式では部分的な分解反応しか考慮できていなかったが、本反応速度式により、テトラクロロエチレンからエチレンへの4段階の逐次分解全てを考慮することが出来るようになった。Rプログラムを用いて実験データを本反応速度式へフィッティングすることにより、反応速度定数を算出し、試験条件間で反応速度を定量比較評価することが可能となった。さらに、得られた反応速度定数をパラメーターとしたクロロエチレン類の分解シミュレーションを実現した。また、2021年度以降の実験に利用する微生物共生系を維持するため、電子受容体としてテトラクロロエチレンを添加した継代培養を実施した。この共生系がテトラクロロエチレンのエチレンへの完全分解を維持しており、2021年度以降の実験に利用可能であることも確認した。
2021年度は、2019年度に明らかになった最適条件下でグルコース発酵に応じたクロロエチレン類の土壌吸着量と溶出量を実験により明らかとし、発酵によるクロロエチレン類溶出促進効果の解析を行う。さらに、2020年度に構築した反応速度式を用いてグルコース発酵によるクロロエチレン類の分解促進効果を反応速度論的に定量評価する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

クロロエチレン類の分解促進効果を定量評価するために必要な、４段階の逐次反応を考慮した反応速度論的解析のシステムを構築できたため。

Strategy for Future Research Activity

研究実施期間延長に伴い変更した研究実施計画に従い研究を推進する。2021年度は、グルコース発酵に伴うクロロエチレン類の土壌吸着量と溶出量を実験により明らかとし、発酵によるクロロエチレン類溶出促進効果の解析を行う。2022年度は、グルコース発酵との共同によるクロロエチレン類分解へ関与する微生物の解明を行う。

Causes of Carryover

コロナウイルス蔓延により、学会が軒並み中止されたため旅費や参加費として予定していた予算を使用しなかったため、次年度使用額が生じた。これらの金額は、翌年度のオンライン学会への参加や当初の計画よりも多くのサンプルの微生物受託解析費に充て、成果公表の迅速化や成果の充実化を図る予定である。