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微量金属元素の微生物変換プロセスを利用したレアメタル結晶化回収技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19879
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

濱村 奈津子  九州大学, 理学研究院, 教授 (50554466)

研究分担者 光延 聖  愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70537951)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード微生物金属代謝 / バイオミネラル / アンチモン還元 / ヒ素還元 / 微生物複合系 / アンチモン / レアメタル / 微生物金属変換 / レアメタル回収
研究成果の概要

本研究では、希少金属類を含む有用金属回収技術へ応用が期待できる微生物の金属代謝機構として、レアメタルとして利用されているアンチモンを生物還元しバイオミネラルを生成する微生物機構の解明に挑戦した。金属汚染鉱山土壌から集積培養したアンチモンを還元する微生物複合系の主要構成種3株の分離培養に成功し、ゲノム解析結果から優占種でありアンチモン代謝遺伝子を有する新規細菌を同定した。本新規細菌は、アンチモンの他にも毒性元素であるヒ素やセレンなど多様な金属還元能を示し、バイオミネラル生成による金属回収やバイオレメディエーションへの応用が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アンチモンはレアメタルとして半導体など広い用途に使われ、需要の高まりによる価格高騰や資源の枯渇から、排水などからの回収技術の開発が望まれている。本研究では、アンチモンバイオミネラル生成やその他の毒性金属代謝に関与する新規微生物の培養に成功し、また、複数種の相互作用が鉱物からの金属溶出に影響することを示した。本研究の成果は、微生物代謝によりアンチモンや毒性金属の溶解度や形態を変化させ、新規バイオメタル材料の生成や固定化による汚染浄化など、バイオ技術の応用展開としての貢献が見込まれる。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Draft genome analysis of Cupriavidus sp. strain IK-TO18, isolated from an antimony-contaminated sediment2021

    • 著者名/発表者名
      Okubo T., Nakajima N., Yamamura S., Hamamura N.
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 10 号: 38

    • DOI

      10.1128/mra.00724-21

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Microbe-mineral interaction and biotransformation of toxic metalloids2021

    • 著者名/発表者名
      Hamamura N, Yamashita D, Mitsunobu S.
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biotransformation potential of antimony-reducing microbial consortium obtained from stibnite mine tailing soil2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita D, Mitsunobu S, Hamamura N.
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biotransformation potential of antimony-reducing microbial consortium obtained from stibnite mine tailing soil2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita D, Mitsunobu S, Hamamura N.
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒ素・アンチモン複合汚染環境における微生物群集構造および金属代謝機能の解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉村雄弥, 鹿島裕之, 光延聖, 濱村奈津子
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Diversity of microbial arsenic and antimony transformation pathways associated with antimony mine tailing2019

    • 著者名/発表者名
      Hamamura, N., Yamashita, Y., Kataoka, T., Mitsunobu, S.
    • 学会等名
      Goldschmidt2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微生物有害元素代謝の多様性:嫌気的アンチモン酸化細菌群の代謝機構と系統分布2019

    • 著者名/発表者名
      大久保公貴、山下葉里子、濱村奈津子
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒ素の環境挙動に影響を及ぼす微生物代謝機構の多様性2019

    • 著者名/発表者名
      濱村奈津子
    • 学会等名
      資源・素材学会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microbial Biotransformation of Toxic Metalloids and Its Bioremediation Potentials2019

    • 著者名/発表者名
      Hamamura, N., Okubo, T.,Mitsunobu, S.
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization and diversity of microbial antimony transformation pathways2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, Y., Hamamura, N.
    • 学会等名
      The 32nd JSME and 10th ASME
    • 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: 2018-07-25   更新日: 2024-12-25  

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