2021 Fiscal Year Research-status Report
生分解性プラスチックを利用したMn酸化細菌培養・レアメタル回収法の開発
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20K15222
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
青木 仁孝 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 研究員 (80775809)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マンガン酸化 / バイオマンガン酸化物 / 生分解性プラスチック / 培養 / レアメタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究により、生分解性プラスチックの1種であるポリカプロラクトンがMn(II)酸化細菌の集積培養に有効であることが明らかとなった。このため、ポリカプロラクトンを個体基質(微生物保持担体)とする新規散水ろ床型バイオリアクターを構築し、これにMn(II)含有人工海水培地を連続供給することで、新規散水ろ床型バイオリアクターによるMn(II)酸化性能を評価した。しかし、この散水ろ床型バイオリアクターでは、Mn(II)酸化反応が生じた際に確認される供給培地からの溶存Mnの効果的な除去を確認することが確認できなかった。この原因を調査するため、原核生物が共通して保有する16S rRNA遺伝子を対象としたアンプリコンシーケンス解析により、ポリカプロラクトンに形成したバイオフィルムに推定Mn(II)細菌群が存在するかどうかを確認した。その結果、既知のMn(II)酸化細菌が属する複数の細菌系統がポリカプロラクトンに形成したバイオフィルムから検出された。Mn(II)細菌と推定される細菌系統が16S rRNA遺伝子を対象としたアンプリコンシーケンス解析によって検出されているにも関わらず、Mn(II)酸化反応が確認されなかった原因の1つとして、バイオリアクター内での過度な短絡流の発生が考えられた。このため、短絡流の発生による問題が生じない新規バイオリアクターを構築し、そのMn(II)酸化性能を評価するための実験を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究開始当初に計画していた散水ろ床型バイオリアクターによる効果的なMn(II)酸化反応が確認できなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
短絡流の発生による問題が生じない新規バイオリアクターを構築し、そのマンガン酸化性能を評価するための実験を開始した。また、16S rRNA遺伝子のアンプリコンシーケンス解析やメタゲノム解析により、ポリカプロラクトンを用いる新規培養法によるMn(II)酸化メカニズムを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由：コロナ禍による研究活動の制限により、予定していた一部の実験や研究打ち合わせ・成果発表などが実施できなかったため。また、研究開始当初に計画していた散水ろ床型バイオリアクターによる効果的なMn(II)酸化反応が確認できず、当初の研究計画で予定していた実験の一部に遅れが生じたため。
使用計画：Mn(II)酸化バイオリアクターの改良のための材料、遺伝子解析・水質分析用の試薬・センサー類等、ならびにデータ解析用PCの購入のために使用する予定である。
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