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2023 Fiscal Year Research-status Report

Microbial encapsulation with porous polymer membrane for engineered microbial community

Research Project

Project/Area Number 22K19865
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

本多 了  金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (40422456)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原 宏江  金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (70823524)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2025-03-31
Keywordsペルフルオロアルキル化合物(PFAS) / バイオレメディエーション / 生物処理
Outline of Annual Research Achievements

PFOS分解細菌集積株において優占する細菌の全ゲノムを、ハイブリッドゲノムアセンブリー法を用いて解析した。アセンブルされた7つのコンティグの中で、2つのMAG(Metagenome-assembled genome)が完全に構築できた。これらのMAGからは、脱スルホン化および脱フッ素化に関連する遺伝子が同定された。,これらの遺伝子は、遺伝子発現解析の結果では高い発現量を示したが,PFOSありとなし(control)の両条件下で発現量に有意な差はなかった。一方,統計的に有意に発現量が変化した遺伝子(有意水準:FDR<0.001)はすべてPFOS添加条件下で発現量が低下していたものに限られた。しかし、利用可能なデータベースの限界により、これらの遺伝子がPFOS分解経路にどのように関与するかについての詳細な知見を得ることはできなかった。検出された代謝産物と得られたMAGより,本研究で得られたPFOS分解細菌のPFOS分解代謝経路において,脱硫酸および脱フッ素化過程が存在していたが示唆された。
また,実際の汚染水をマトリックスとしてメタノール添加による分解率を比較したところ,本研究で得られたPFOS分解細菌は,追加の炭素源がなくてもPFOSを分解可能であることが明らかになった。さらに,昨年度選抜した2種類の陰イオン交換樹脂を用いてカラム試験(シャローベッド試験)を行い,より実際的な処理条件下において,選抜樹脂のPFOS・PFOA除去に対する有効性と,環境水中の溶存有機物が樹脂の吸着性能に正負両方の影響を与えることを明らかにした.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

メタノール添加による効果を明らかにし,分解細菌のドラフトゲノムを得ることができたため。

Strategy for Future Research Activity

微生物カプセルを充填したカラムによるPFOS除去試験を行い,PFOS・PFOA吸着能の高い多孔性の陰イオン交換樹脂との除去性能の比較を行う。また,微生物カプセルによるPFOS除去におけるカプセル表面膜への吸着と生物分解それぞれの寄与率を明らかにする。

Causes of Carryover

本年度は,主に配列データ解析に多くの時間を割いたため,分解実験が予定より少なくなったため。来年度に分解実験に使用する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カリフォルニア大学ロサンゼルス校
  • [Journal Article] Biological treatment of perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) using microbial capsules of a polysulfone membrane2023

    • Author(s)
      Sorn Sovannlaksmy、Hara-Yamamura Hiroe、Vet Sreyla、Xiao Minhao、Hoek Eric M.V.、Honda Ryo
    • Journal Title

      Chemosphere

      Volume: 329 Pages: 138585~138585

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2023.138585

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Important properties of anion exchange resins for efficient removal of PFOS and PFOA from groundwater2023

    • Author(s)
      Parvin Shahanaz、Hara-Yamamura Hiroe、Kanai Yuma、Yamasaki Aki、Adachi Tadashi、Sorn Sovannlaksmy、Honda Ryo、Yamamura Hiroshi
    • Journal Title

      Chemosphere

      Volume: 341 Pages: 139983~139983

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2023.139983

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Treatment of perfluorootanesulfonic acid (PFOS) from actual contaminated water using microbial capsules2023

    • Author(s)
      Sreyla Vet, Sovannlaksmy Sorn, Hiroe Hara-Yamamura, Ryo Honda
    • Organizer
      The 16th International Conference on Challenges in Environmental Science and Engineering (CESE) 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biodegradation of perfluorooctanesulfonate (PFOS) using bacterial consortium2023

    • Author(s)
      Sorn, S, Otani, K, Hara-Yamamura, H, Matsuura, N, Honda, R.
    • Organizer
      10th IWA Microbial Ecology and Water Engineering Specialist Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 地下水中PFASの陰イオン交換処理において重要な樹脂特性の検討2023

    • Author(s)
      原宏江,Shahanaz Parvin,金井佑磨, Sovannlaksmy Sorn, 本多了,山村寛
    • Organizer
      令和5年度水道研究発表会
  • [Presentation] ラボスケールカラム通水試験における陰イオン交換樹脂と粒状活性炭によるPFAS除去性能の評価2023

    • Author(s)
      金井佑磨,Shahanaz Parvin, 原宏江,本多了,山村寛,山崎亜希,安藤信吾
    • Organizer
      第58回日本水環境学会年会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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