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The development of innovative nitrification and denitrification process using anoxygenic phototrophic bacteria

Research Project

Project/Area Number 17H06243
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Hanada Satoshi  首都大学東京, 理学研究科, 教授 (10357791)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2017: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
Keywords嫌気的アンモニア酸化 / 酸素非発生型光合成細菌 / バクテリオクロロフィル / 硝化 / 酸素非発生型光合成 / 温泉 / 光合成細菌 / 脱窒 / 廃水処理 / アンモニア酸化 / 紅色硫黄細菌
Outline of Final Research Achievements

Until now, the oxidation of ammonia to nitrous acid and nitric acid has been considered to be a process that progresses in the presence of oxygen by nitrifying bacteria. However, it is possibility that anoxygenic photosynthetic bacteria can use ammonia as an electron donor for their photosynthetic electron transfer in addition to nitrite, but no photosynthetic bacteria capable of anaerobically oxidizing ammonia have been discovered.
In this study, we succeeded in culturing a marine or thermophilic anoxygenic photosynthetic bacterium capable of oxidizing ammonia under anaerobic conditions from natural environments such as the ocean and hot springs. It has not been clarified what the intermediate products associated with the ammonia oxidation in these bacteria are, but it can be said that these are the first culture examples in the world.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

廃水処理プロセスの効率化で問題となっている硝化プロセスを、酸素非発生型光合成細菌を使って、革新することが本研究の目的である。従来の硝化(アンモニアから亜硝酸・硝酸への酸化)は硝化細菌によって酸素存在下で進行すると考えられてきた。しかし、酸素非発生型光合成細菌による亜硝酸の嫌気的酸化が発見され、硝化プロセスを効率化する新たなアプローチとして注目され始めた。未だ発見されていないアンモニア酸化できる酸素非発生型光合成細菌を環境中から見出し、光によってコントロール可能な酸素非存在下での硝化・脱窒プロセスを提案することができる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] アンモニア酸化をする酸素非発生型光合成細菌の探索2019

    • Author(s)
      中小路菫、成廣隆、延優、嶋田敬三、春田伸、花田智
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 淡水性嫌気的アンモニア酸化光合成細菌の分離2018

    • Author(s)
      田中陽菜、中小路菫、花田智
    • Organizer
      第32回日本微生物生態学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 養殖場環境における培養可能な酸素非発生型好気性光合成細菌の多様性2018

    • Author(s)
      金室晶貴、高部由季、鈴木聡、花田智
    • Organizer
      日本資源微生物学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 野外から単離した株の基質資化性試験におけるBIOLOGマイクロプレート利用2018

    • Author(s)
      広瀬節子、花田智
    • Organizer
      日本資源微生物学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 淡水性嫌気的アンモニア酸化光合成細菌の分離2018

    • Author(s)
      田中陽菜、中小路菫、花田智
    • Organizer
      日本微生物生態学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 塩・熱ストレスの影響による光合成反応中心のアミノ酸一次構造の変化2018

    • Author(s)
      森岡祐莉佳、広瀬節子、永島咲子、花田智
    • Organizer
      日本微生物生態学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 多摩川から単離されたRhodobacterales目に属する好気性光合成細菌の系統2018

    • Author(s)
      広瀬節子、春田伸、花田智
    • Organizer
      日本微生物生態学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 塩・熱ストレスの影響による光合成反応中心のアミノ酸一次構造の変化2018

    • Author(s)
      森岡祐莉佳、広瀬節子、永島咲子、花田智
    • Organizer
      光合成セミナー
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 緑色硫黄細菌タイプの光合成装置を持つ酸素要求性細菌の分離培養2018

    • Author(s)
      城取良樹、Tank Marcus、花田智
    • Organizer
      光合成セミナー
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 嫌気条件下でアンモニアを酸化する酸素非発生型光合成細菌の探索2017

    • Author(s)
      中小路菫、花田智
    • Organizer
      環境微生物系学会合同大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 分離培養の進展を阻害しているのは、「分離出来ない」って思い込み以外の何ものでもない2017

    • Author(s)
      花田智
    • Organizer
      環境微生物系学会合同学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited

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Published: 2017-07-21   Modified: 2021-02-19  

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