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細菌のカルコゲン代謝の分子生物学的解明と半導体ナノ粒子合成への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K14373
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関常葉大学 (2020)
大阪大学 (2018-2019)

研究代表者

黒田 真史  常葉大学, 社会環境学部, 講師 (20511786)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードセレン / テルル / カルコゲン / 半導体ナノ粒子 / 代謝物分析 / バイオプロダクション
研究成果の概要

環境適合性に優れるカルコゲナイド系半導体(ChSC)ナノ粒子の微生物合成の実現を目指し、ChSCナノ粒子合成細菌であるNT-I株のセレン・テルル代謝の詳細を明らかにすることを目的として研究を行った。1 g/L以上のメチオニンの添加によりNT-I株のセレン代謝が活性化されたこと、また亜セレン酸還元過程の代謝物としてセレノメチオニンが検出されたことから、セレンはアミノ酸合成経路を通じて代謝されることが推定された。また、テルル代謝の過程でセレン代謝時と同様のメチル化物が検出されたことから、テルル代謝も同様にアミノ酸合成経路と深く関わっていることが推定された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

様々な先端産業で利用されるセレンやテルルを含む半導体ナノ粒子を、微生物を利用して効率的に合成するための基礎として、半導体ナノ粒子合成細菌NT-I株のセレン・テルル代謝を調べた。その結果、NT-I株はセレンおよびテルルを、アミノ酸合成経路を通じて代謝していることが明らかになった。また、メチオニンの添加によりセレン代謝を促進できることを見出した。この成果は、これまでに非常に報告が少ないセレン・テルルを含む半導体ナノ粒子の微生物による合成の実現に大きく近づく発見である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Biosynthesis of bismuth selenide nanoparticles using chalcogen-metabolizing bacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Masashi、Suda Soshi、Sato Mamoru、Ayano Hiroyuki、Ohishi Yuji、Nishikawa Hiroshi、Soda Satoshi、Ike Michihiko
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 103 号: 21-22 ページ: 8853-8861

    • DOI

      10.1007/s00253-019-10160-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微生物のカルコゲン代謝を利用した環境適合型半導体ナノ粒子合成2019

    • 著者名/発表者名
      黒田 真史、池 道彦
    • 雑誌名

      環境技術

      巻: 6 ページ: 318-321

    • NAID

      130007948582

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Removal of selenite from artificial wastewater with high salinity by activated sludge in aerobic sequencing batch reactors2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Y., Kuroda, M., Nakatani, Y., Soda, S., Ike, M.
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 127(5) 号: 5 ページ: 618-624

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.11.002

    • NAID

      40021891664

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Pseudomonas stutzezri NT-Iの亜セレン酸還元機構の推定2020

    • 著者名/発表者名
      池田美紗希、黒田真史、井上大介、池道彦
    • 学会等名
      2020年度日本生物工学会関西支部学生オンライン発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-Iによる水相からのテルルの揮発化と回収2019

    • 著者名/発表者名
      黒田真史、畠中玄彦、末神悠人、池道彦
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-I によるセレン化物半導体ナノ粒子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤守, 黒田真史, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      第19回環境技術学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-Iによるセレン化物半導体ナノ粒子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 守, 黒田 真史, 井上 大介, 池 道彦
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 好気的硫黄代謝細菌を活用した重金属除去2019

    • 著者名/発表者名
      黒田 真史 小林 慎, 高山 一也, 池 道彦
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudomonas stuzeri NT-Iのセレン代謝に及ぼす培地成分の影響2019

    • 著者名/発表者名
      黒田真史, 池田美紗希、池道彦
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第56回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Nutrients Accelerating Selenium Removal by Pseudomonas stutzeri NT-I2019

    • 著者名/発表者名
      Misaki IKEDA, Masashi KURODA, Daisuke INOUE, Michihiko IKE
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference (WET) 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Biovolatilization of Tellurium from Water Phase by Pseudomonas stutzeri NT-I2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kuroda, Haruhiko Hatanaka, Yuto Suegami, Daisuke Inoue, Michihiko Ike
    • 学会等名
      Federation of European Microbiological Societies (FEMS) 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal and recovery of selenium from wastewater utilizing biovolatilization by selenium-metabolizing bacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kuroda, Michihiko Ike
    • 学会等名
      23rd International Biohydrometallurgy Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-I の揮発化作用による水相からのテルルの除去と回収2019

    • 著者名/発表者名
      末神悠人, 畠中玄彦, 黒田真史, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-Iによる水相のテルルの効率的揮発化2019

    • 著者名/発表者名
      黒田真史, 畠中玄彦, 末神悠人, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-Iによる水相からのテルルの揮発化除去と回収2018

    • 著者名/発表者名
      黒田真史, 畠中玄彦, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudomonas属細菌のセレン・テルル代謝の解析と半導体ナノ粒子合成への応用2018

    • 著者名/発表者名
      黒田真史, 惣田訓, 池道彦
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-Iによるテルル揮発化に影響を及ぼす因子の検討2018

    • 著者名/発表者名
      畠中玄彦, 黒田真史, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第55回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Biological treatment of selenate in saline wastewater by activated sludge under alternating anoxic/oxic condition2018

    • 著者名/発表者名
      Yuanyuan Zhang, Masashi Kuroda, Daisuke Inoue, Michihiko Ike
    • 学会等名
      11th Joint Workshop on Advanced Engineering Technology for Environment and Energy
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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