組換えDNAを導入したバイオ利用による廃水処理及び資源リサイクリングの基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 12874060
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 飯石 一明 山口大学, 理学部, 教授 (60034716)
• 研究分担者: 山田 守 山口大学, 農学部, 教授 (30174741)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 鉄酸化細菌 / 培養速度 / 嫌気培実験 / ジャロサイト / バイオミネラリゼーション / 組換えDNA / 廃水処理 / 資源リサイクリング / 増殖速度 / 電気培養実験 / 糖耐性実験

研究概要

1.遺伝子操作によってフルクトースの取り込み経路を新たに作り、フルクトースをエネルギー源とし取り入れることにより、増殖速度や増殖能力の向上を図ることを目的とした。
鉄酸化細菌7種(ATCC-13598、14119、19859、23270、33020、21834及びAP19-3)を用いてフルクトースの濃度を0.002mol/1から0.001mol/1ずつ濃くした液体培地で糖耐性をつけながら培養する実験を行った。その結果、フルクトースに対する糖耐性は鉄酸化細菌の種類によって異なり、ATCC-13598では0.01mol/1まで生育することを見出した。
糖耐性のある鉄酸化細菌が空気中の炭酸ガスを使わずに糖を取り込むことで生育するかどうかを調べるために、炭酸ガスを含まない混合空気(2気圧)を用い、糖を0.002および0.004mol/1含む倍地の中で生育させた。その結果、0.002mol/1の場合、ATTC-13598、14119及び33020では生育していたが0.004mol/1ではどの鉄細菌も生育できないことが分かった。
以上の結果から糖耐性細菌の原因遺伝子の解析を行うところまでは実験を進めることができなかった。
2.鉄酸化細菌の他の特性を引き出し、異なった特性の株を糖耐性実験に供するために、鉄酸化細菌の嫌気培養実験を行った.その結果、種類により増殖速度の違いが見られ、嫌気では弱くても糖には強い種類があることが分かった。
3.鉄酸化細菌がジャロサイトを生成するメカニズムを、無機的なジャロサイトの生成と比較する実験を行った。この細菌はまずシュベルトマナイトをつくり、それを利用してジャロサイトに変化していることが分かった。このことが無機的反応より鉄細菌が関与する方がジャロサイトの生成速度が速いことに密接に関係することを見出した。