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微生物の嫌気呼吸機能を活用する環境修復技術のための基盤研究

Research Project

Project/Area Number 19658038
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionKyoto Gakuen University

Principal Investigator

加藤 暢夫  Kyoto Gakuen University, バイオ環境学部, 教授 (50026556)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 篠田 吉史  京都学園大学, バイオ環境学部, 講師 (20434657)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
KeywordsETBE / tert-ブタノール / 嫌気性微生物コンソーシア / 脱窒条件 / 微好気性微生物コンソーシア / 嫌気性微生物 / 嫌気呼吸機能 / 微生物コンソーシア / エーテル結合の開裂 / DGGE / Geobacte / 嫌気的芳香族化合物分解
Research Abstract

人間の生活および生産活動の結果、地球の表層部で起こった環境汚染は、時間経過に従って好気環境から嫌気環境に拡散し、遂には地下水に至り、人間生活に重篤な悪影響を及ぼすことになる。本研究では、生物界で微生物のみが有する嫌気呼吸機能を活用した環境修復技術を開発するために必要な微生物の機能要素を探索・抽出している。
(1)好気および嫌気条件を組み合わせた新たなETBE分解系の構築
自然界の試料を集積して得た嫌気性(脱窒)微生物コンソーシアによるETBE分解では、約50%のETBE分解率(ETBE初期濃度、0.1%)を得るのに2ヶ月を要した。このコンソーシアから得たHyphomicrobium属およびOchrobactrum属細菌を培養して添加したところ、分解速度は幾分向上した。これは、これらの菌株が、ETBE分解の中間代謝物を除去することによるものと考えられる。このコンソーシアは植継ぎを繰り返しても脱窒条件下で安定にTEBEを分解した。DGGE法によってETBE分解に直接関わる菌株を調べたが、特定には至らなかった。
(2)ETBEおよび関連物質の微生物分解機構
自然界の試料を集積して、微好気性(酸素濃度10%)のETBE分解微生物コンソーシアを得た。これは、1ヶ月間の培養で0.1%のETBEをほぼ完全に分解した。培養の途中で、分解中間体であるtert-ブタノールの一過的な蓄積が認められた。DGGE法と菌株単離の両方から、ETBEの分解にはRohodococcus属細菌が関与していることを明らかにした。本菌株の純粋培養によっても、微好気条件でETBEが分解されることを認めた。さらに、このコンソーシアから分離した上記のBacillus属細菌を培養して添加したところ、分解速度は2倍に向上し、15日間でほぼ完全にETBEを分解することができた。、Rhodococcus属細菌とBacillus属細菌の混合培養によっても、ETBEの効率的分解を再現できた。

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report

Research Products

(11 results)

All 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (1 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Assimilation of formaldehyde in transgenic plants due to the introduction of the bacterial ribulose monophosphate pathway genes2010

    • Author(s)
      Chen, L-m.
    • Journal Title

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 73

      Pages: 627-635

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genomic organization and biochemistry of the ribulose monophosphate pathway and its application in biotechnology2009

    • Author(s)
      Yurimoto, Y.
    • Journal Title

      Appl.Microbiol.Biotechnol. 84

      Pages: 407-416

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] バイオメタノールとメタノールバイオ2009

    • Author(s)
      加藤暢夫
    • Journal Title

      京都学園大学総合研究所所報 10号

      Pages: 51-59

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Journal Article] 6-Oxocyclohex-1-ene-1-carbonyl-coenzyme A hydrolases from obligately anaerobic bacteria: characterization and identification of its gene as a functionalmarker for aromatic compounds degrading anaerobes.2008

    • Author(s)
      Kuntze, K.
    • Journal Title

      Environ. Microbiol. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18312395?dopt=Citation) 2008

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bifunctional enzyme fusion of 3-hexulose-6-phosphate synthase and 6-phospho-3-hexuloisomerase.2007

    • Author(s)
      Orita I.
    • Journal Title

      Appl. Microbiol. Biotechnol. 76

      Pages: 439-445

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cyclohexa-1, 5-diene-1-carobonyl-coenzyme A(CoA)hydratases of Geobacter metallireducens and Syntrophus aciditrophicus: Evidence for a common benzoyl-CoA degradation pathway in facultative and strict anaerobes.2007

    • Author(s)
      Peters F.
    • Journal Title

      J. Bacteriol. 183

      Pages: 1055-1060

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Magnetospirillum sp.TS-6株の安息香酸分解遺伝子の発現に対する曝気条件の影響2008

    • Author(s)
      篠田吉史
    • Organizer
      日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      名城大学天白キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
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  • [Book] 生物資源から考える21世紀の農学、第6巻 微生物機能の開発第2章 環境を守る微生物2008

    • Author(s)
      加藤暢夫
    • Publisher
      京都大学学術出版会
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.kyotogakuen.ac.jp/~microbio/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.kyotogakuen.ac.jp/~microbio/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.kyotogakuen.ac.jp/~microbio/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-03-31   Modified: 2016-04-21  

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