2022 Fiscal Year Final Research Report

Effects of properties of activated sludge on microbial interspecific interactions and attempts to artificially modify them.

Research Project

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Project/Area Number	20H02291
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	SATO Yuya 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80711291)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	深山覚国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90712191) 稲葉知大国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (90760439)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	種間相互作用 / 活性汚泥 / 捕食性細菌
Outline of Final Research Achievements	In this study, we aimed at clarifying the effects of activated sludge physical properties on microbial interspecific interactions (especially predator-prey interaction) in the ecosystem. For this purpose, we also worked on the development of bioinformatics tools for visualizing the gene expression data and the novel methods for evaluation of metatranscriptomics data, succeeding in extracting environment-specifically expressed genes by evaluating pathway lengths of gene expression continuously in the metabolic pathways. Regarding the physical properties of activated sludge, we evaluated the effects of adding various organic and inorganic compounds. The addition of several inorganic compounds affected the flocculation properties of activated sludge and the concentration of microorganisms. Further, the abundance of one predatory bacterium indigenous to the activated sludge was substantially affected, suggesting that the predator-prey interactions were altered in the ecosystem.
Free Research Field	微生物生態学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	水処理微生物集団である活性汚泥は、100年以上世界中で水処理に利用されてきた重要なバイオテクノロジーである。しかしその複雑さゆえ、水処理メカニズムは未解明の部分が多く残り、今なお予期せぬトラブルが尽きない。活性汚泥の水処理性能は、構成する微生物の組成に相関するといわれているが、活性汚泥自体の物性が、系内の微生物組成や微生物同士の相互作用にどう影響するかを調べた例は少なく、本研究で得られた知見は学術的・社会的に重要である。また、本研究で開発した遺伝子発現データの可視化方法や評価方法は、他の多くの研究に応用可能であり重要である。