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耐性菌パンデミック回避を目指す下水処理システムの最適化

研究課題

研究課題/領域番号 19H04330
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分64050:循環型社会システム関連
研究機関木更津工業高等専門学校

研究代表者

大久保 努  木更津工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (60581519)

研究分担者 上村 繁樹  木更津工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (60300539)
井口 晃徳  新潟薬科大学, 応用生命科学部, 准教授 (60599786)
安井 宣仁  近畿大学工業高等専門学校, 総合システム工学科 都市環境コース, 准教授 (90547481)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード薬剤耐性菌 / 下水処理 / 消毒システム / 耐性大腸菌 / 耐性遺伝子
研究開始時の研究の概要

世界的に使用量が増大している抗生物質はヒト用医薬品や畜産養殖用として投与され,病気の拡散や細菌の増殖・機能を阻害するために使用されている。しかしながら近年,抗生物質が効かない抗生物質耐性大腸菌が出現し,2050年には年間1千万人が耐性大腸菌が原因で死亡すると予測され,現在も耐性菌を原因とする死亡事例が国内外で相次いで報告されており喫緊な対応が必要である。本研究では,耐性大腸菌を対象に下水処理システムでの消長や耐性遺伝子の伝播メカニズム解明,更に処理水の消毒法を最適化することで,全世界に適用可能な耐性菌封じ込め・消毒技術を確立し,安全が担保された水循環社会システムを提供する。

研究成果の概要

本研究では、下水処理場での薬剤耐性菌の動態を明らかにするため、高感度検出法の開発、処理過程での動態解析、ならびに有効な消毒技術の評価を行った。CARD-FISHおよびFACSによる新規検出法を確立し、薬剤耐性菌を特異的に可視化・濃縮する手法を構築した。さらに、異なる処理方式での耐性菌の増減傾向を定量的に把握し、紫外線と塩素系薬剤の併用による高効率な不活化処理の有効性を実証した。本成果により、下水処理を通じた耐性菌制御へ向けた科学的知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、下水処理場に流下してくる薬剤耐性菌に対して、分子生物学的手法と環境工学的アプローチを融合させた新たな評価体系を提示した点で学術的に意義深い。特に、培養に依存しない高感度検出法の確立と、処理過程での耐性菌動態の可視化は、微生物生態学および公衆衛生学に貢献する。また、実用性の高い消毒技術の提案は、将来の下水処理政策や水再利用技術の高度化、さらには薬剤耐性対策に資するものであり、社会的にも極めて重要な成果である。

報告書

(6件)
  • 2024 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] 紫外線照射における薬剤耐性菌の不活化と光回復2024

    • 著者名/発表者名
      安井宣仁
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 47 ページ: 103-106

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 二酸化塩素-紫外線照射の複合処理における薬剤耐性大腸菌の不活化特性2024

    • 著者名/発表者名
      安井宣仁
    • 雑誌名

      近畿大学工業高等専門学校紀要

      巻: 18 ページ: 81-85

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 『未知なる微生物』との戦い ―薬剤耐性菌2024

    • 著者名/発表者名
      井口晃徳
    • 雑誌名

      創造

      巻: 50 ページ: 16-20

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 高感度蛍光in situ ハイブリダイゼーション法と蛍光細胞分取装置を使用した培養非依存的な環境中の薬剤耐性菌の網羅的検出2023

    • 著者名/発表者名
      井口晃徳, 五十嵐光哉, 星野琴音, 山本凌太, 堀沙織里, 山口利男, 上村繁樹, 大久保努, 重松亨
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 79 ページ: 23-25045

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深紫外線(UV-LED)照射における病原微生物の不活化特性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      安井宣仁
    • 雑誌名

      近畿大学工業高等専門学校研究紀要

      巻: 14 ページ: 99-103

    • NAID

      40022610151

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 薬剤耐性プラスミドと耐性菌種を結びつける培養非依存的な薬剤耐性菌検出法の開発と適用2024

    • 著者名/発表者名
      井口晃徳、五十嵐光哉、星野琴音、山本凌太、堀沙織里、山口利男、重松亨
    • 学会等名
      第27回日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 深紫外LED照射における薬剤耐性大腸菌の消毒特性2023

    • 著者名/発表者名
      安井宣仁,高橋洋輝
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 異なる下水処理方式を対象とした多剤耐性菌割合と耐性遺伝子獲得の特徴2023

    • 著者名/発表者名
      葛西樹生,井口晃徳,安井宣仁,上村繁樹,大久保努
    • 学会等名
      土木学会第50回関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 下水処理DHSシステムを対象とした微生物群集が有する抗生物質耐性率の変化2022

    • 著者名/発表者名
      葛西樹生,井口晃徳,安井宣仁,上村繁樹,大久保努
    • 学会等名
      土木学会全国大会第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 下水処理DHSシステムにおける薬剤耐性菌割合と微生物群集の変遷2022

    • 著者名/発表者名
      葛西樹生,井口晃徳,安井宣仁,上村繁樹,大久保努
    • 学会等名
      第49回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 深紫外LEDを用いた薬剤耐性菌の消毒特性に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      髙橋洋輝, 安井宣仁
    • 学会等名
      第27回高専シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高感度FISH法と蛍光活性化セルソーティングを併用した薬剤耐性菌の網羅的な検出技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      井口晃徳, 山本凌太, 堀紗織里, 重松亨
    • 学会等名
      第39回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 下水処理過程における耐性菌の動態と抗生物質が処理性能に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      水無咲妃,大平夏生,上村繁樹,大久保努
    • 学会等名
      第47回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 活性汚泥濃度が大腸菌の吸着と死滅に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      笹生慶希,上村繁樹,大久保努,安井宣仁
    • 学会等名
      第47回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Detection of multidrug-resistant Escherichia coli in different types of sewage treatment systems2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Saso, Ikumi Matsuoka, Shigeki Uemura, Tsutomu Okubo
    • 学会等名
      International Workshop on Effective Engineering Education 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Survival of antibiotic-resistant bacteria in sewage treatment process and effects on antibiotics on treatment performance2019

    • 著者名/発表者名
      Saki Mizunashi, Miho Umezawa, Shigeki Uemura, Tsutomu Okubo
    • 学会等名
      International Workshop on Effective Engineering Education 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0150357

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Tsutomu-Okubo

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0150357

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Tsutomu_Okubo

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2026-01-16  

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