Development of a cultivation method for Mn-oxidizing bacteria using a biodegradable plastic

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15222
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies (2021-2022); Wakayama National College of Technology (2020)
• Principal Investigator: Aoki Masataka 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)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: Mn酸化 / 生分解性プラスチック / バイオリアクター / 個体基質 / 集積培養 / レアメタル回収

Outline of Final Research Achievements

This study developed a novel enrichment method for Mn-oxidizing bacteria, which is essential for the development of biologically-produced Mn oxide-based minor metal recovery technology and its cost reduction. The successful enrichment of Mn-oxidizing bacteria and the formation of Mn oxides in a bioreactor packed with polycaprolactone were confirmed. Furthermore, the involvement of bacterial groups belonging to the Pseudomonadota phylum in the degradation of polycaprolactone and Mn oxidation was suggested by 16S rRNA gene amplicon sequencing and metagenomic analyses.

Free Research Field

環境微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

レアメタルは「産業のビタミン」とも呼ばれるように、機能性材料、電子材料、構造材などの製造に必要不可欠な金属資源である。本研究は、レアメタルを含む重金属イオンに対して優れた吸着特性を示すバイオMn酸化物を利用したレアメタル回収技術の確立およびその低コスト化に必要不可欠なマンガン酸化細菌の新しい集積培養技術の開発を試みたものである。国内で消費されるレアメタルの大部分を輸入依存している我が国の状況を考慮すると、都市鉱山や自然環境からレアメタルを高効率に回収する技術開発に資する本研究は、学術的のみならず社会的にも重要な意義があると言える。