| 研究課題/領域番号 |
16510061
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
環境技術・環境材料
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
重松 亨 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (10315286)
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| 研究分担者 |
森村 茂 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (20230146)
木田 建次 (本田 建次) 熊本大学, 工学部, 教授 (00195306)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
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| キーワード | バイオテクノロジー / 応用微生物 / 遺伝子 / 系統進化 / 廃棄物再資源化 / メタン発酵 / メタン生成古細菌 / プロピオン酸酸化細菌 / 遺伝子プローブ / ack遺伝子 / 密度勾配遠心 / 系統解析 / 細胞間電子伝達系 |
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| 研究概要 |
メタン発酵プロセスにおける有機物の分解反応には様々な代謝様式の微生物群が関与しており、炭素連鎖による共存関係にある。さらに、こうした複雑微生物系による物質分解の過程には、発酵性細菌とメタン生成古細菌が共生関係を保つことで反応を進行させるステップがしばしば存在する。微生物間共生の機構として、水素、ギ酸をキャリアとした微生物間電子伝達系の存在が考えられているが、詳細なメカニズムについては不明の状態である。本研究では(i)酢酸を単一の炭素源とするメタン発酵プロセス、(ii)プロピオン酸を単一の炭素源とするメタン発酵プロセス、そして(iii)牛血清アルブミン(BSA)を単一の炭素源とするメタン発酵プロセスを構築し、それぞれの基質の分解に関与する微生物群集を濃縮した。そして、分子生態学的手法により微生物群集を明らかにし、共生分解の寄与を解析した。酢酸の分解反応ではRT-PCRおよび安定同位体標識基質を用いた実験の結果、メタン発酵プロセスの希釈率が低い条件(D=0.025 d^<-1>)で、Firmicutes門細菌とMethanoculleus属の古細菌による共生分解反応が主要であることが判明した。プロピオン酸の分解反応では、低希釈率条件(D=0.01 d^<-1>)ではSyntrophobacter属に近縁な細菌が、高希釈率条件(D=0.3 d^<-1>)では、Pelotomaculum属に近縁な細菌が主としてプロピオン酸を酸化しMethanoculleus属あるいはMethanospirillum属古細菌と共生することが分った。タンパク質の分解反応では、Ni^<2+>およびCo^<2+>を添加しメタン生成古細菌のポピュレーションを増加させることで、Aminobacterium属アミノ酸共生分解細菌が発酵槽内に優占しMethanoculleus属と共生して分解反応に従事することが分った。
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