2016 Fiscal Year Annual Research Report
アンモニア酸化細菌による新規ハイブリッド亜酸化窒素生成のメカニズム解明
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26701003
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
勝山 千恵 広島大学, 総合科学研究科, 助教 (10580061)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 窒素安定同位体トレーサー / 酸素安定同位体トレーサー / 好気性アンモニア酸化細菌 / 亜酸化窒素 / 硝化 / 脱窒 / 窒素循環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
好気性アンモニア酸化細菌は、強力な温室効果ガス亜酸化窒素（N2O）を生成し、その経路としてアンモニア酸化と硝化菌脱窒の２つが知られている。申請者は安定同位体トレーサーを用いて、アンモニア酸化の中間産物ヒドロキシルアミン（NH2OH）および亜硝酸イオン（NO2-）のNを一つずつ由来とするハイブリッドN2Oの生成経路の存在を示した。
平成28年度は、全ゲノム解読済みでもっともよく研究されているNitrosomonas europaea ATCC 19718株およびその機能遺伝子変異株、その他Nitrosomonas属細菌を用いてN2O生成速度を比較し、各生成経路の寄与率を算出した。各種阻害剤を添加した培養実験により、ハイブリッドN2Oはアンモニアとアンモニアモノオキシゲナーゼ（AMO）を介さずに、NH2OHおよびNO2-から生成されることが明らかになった。また、N2O生成においてどの経路が優占するのかは菌株によって大きく異なり、異なる添加基質および酸素濃度に対するN2O生成における応答も菌株によって異なることが示唆された。さらに、N2O生成に関与する既知の機能遺伝子変異株の使用とN2O生成の中間産物として知られる一酸化窒素（NO）の除去剤を組み合わせた培養により、NO除去剤の存在下で機能遺伝子変異株がハイブリッドN2Oを生成することが検出された。よって、既知の酵素反応を介さないハイブリッドN2Oの生成が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前培養条件の検討によりN2O生成活性の安定したNitrosomonas属細菌の菌体を回収することが可能となったため、安定同位体トレーサーを用いた培養実験を繰り返し行うことができた。関連する酵素の推定等については、研究協力者らと情報交換を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
複数のNitrosomonas属細菌純粋培養株およびNO発生剤等を用いた追加実験を行い、また窒素変換に関するゲノム情報を参照してさらにハイブリッドN2O生成経路を絞り込む。研究協力者らと情報交換を進め、Nitrosomonas属細菌純粋培養株におけるハイブリッドN2O生成の証明について論文発表する。
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| Causes of Carryover |
出張旅費が予定より少なく、謝金等も使用しなかったため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度には、成果をまとめ、国内学会および国際学会参加のための旅費、論文発表のための英文校閲料や投稿料を使用する。
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[Journal Article] Hybrid nitrous oxide production from a partial nitrifying bioreactor: hydroxylamine interactions with nitrite2017
Author(s)
Terada, A., Sugawara, S., Hojo, K., Takeuchi, Y., Riya, S., HarperJr., W.F., Yamamoto, T., Kuroiwa, M., Isobe, K., Katsuyama, C., Suwa, Y., Koba, K., Hosomi, M.
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Journal Title
Environmental Science and Technology
Volume: 51
Pages: 2748-2756
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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