2016 Fiscal Year Annual Research Report
Removal system of ammonia nitrogen and production of useful organic materials using capsules containing Chlorella-like microalgae isolated from protozoa Paramecium bursaria
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26870820
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| Research Institution | Miyakonojo National College of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 利幸 都城工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (50453535)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 微生物機能 / 微生物利用学 / 遺伝子発現 / 細胞生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
窒素処理法の1つである生物学的処理法は、複数の微生物を使用し、設備投資と装置維持にある程度のランニングコストを要する。本研究では、上記の代替法として、微細藻類含有型の不溶性担体を用いた新規除去法の開発を目的とした。昨年度までの研究で、当該藻類含有カプセルゲルは、アンモニア性窒素含有溶液中のアンモニア濃度の有意な減少を誘導できた。しかし、通常は生物に有毒であるアンモニア（アンモニウムイオン）の形で窒素源を取り入れる生物はほとんど注目されておらず、当該藻類を含めこれらの生物がどのような代謝機構を有しているのかはその詳細は不明である。この窒素代謝機構の解明は、遺伝子組み換え技術を活用し、当該藻類によるアンモニア吸収能力を高める可能性にもつながる。
本研究では、アンモニア吸収時における当該藻類の遺伝子発現や代謝機構の解析を計画した。昨年までの研究で、当該藻類含有カプセルに一定量のキレート剤を添加すると、容易に当該カプセルを破壊でき、そこから取り出した藻類は更なる遺伝子実験に使用可能であった。しかし、本研究でさらに詳しく調査したところ、アンモニア処理が遺伝子の保存状態に影響を及ぼすのか、藻類数を増やしても、アンモニア処理した藻類サンプルからは網羅的な遺伝子発現解析に十分な遺伝子量を得ることが困難であった。そこで、遺伝子発現と相関がある藻類内の代謝産物をGC-MSを利用し分析し、アンモニア処理による代謝変化をメタボローム解析で評価した。メタボローム解析の結果、アンモニア処理により変化する代謝産物が数種類見られた。今後、これらの代謝産物がどのような代謝機構・代謝経路に関係するか詳しく考察することで、当該藻類でアンモニア処理に依存して起きる遺伝子発現変化や代謝制御機構のヒントを与えることができる。
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