| 研究課題/領域番号 |
20H02291
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
佐藤 由也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80711291)
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| 研究分担者 |
深山 覚 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90712191)
稲葉 知大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (90760439)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 種間相互作用 / 活性汚泥 / 捕食性細菌 / 微生物間相互作用 / 捕食-被食相互作用 / 微生物群集形成 / 遺伝子発現解析 / 捕食-被食関係 / 微生物生態系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、世界中で廃水処理に利用されている水処理微生物集団の「活性汚泥」をモデル微生物生態系として用い、複雑な微生物コミュニティ中の微生物間相互作用、特に捕食-被食関係を明らかにすることを目標としている。本研究では捕食性微生物がどのように他の微生物を捕食するのか、その捕食作用はどのような条件で促進・抑制されるのかを調べる。さらに、得られた知見に基づき、人為的に微生物間捕食を制御することを目指す。本研究では、活性汚泥内の微生物捕食を制御することで、国内産業廃棄物の20%を占める余剰汚泥（微生物廃棄物）の減容化に貢献したい。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、活性汚泥の物性が系内の微生物種間相互作用（特に捕食-被食）に与える影響の解明を目指した。そのために必要な遺伝子発現解析データの処理技術開発にも取り組み、KEGGデータベースの代謝マップを基に、複合微生物系に適した可視化プログラムを作成した。さらに、代謝経路中で連続して遺伝子発現する経路長を評価することで、環境特異的に発現する遺伝子の抽出に成功した。活性汚泥の物性については、様々な有機・無機化合物の添加の影響を評価した。複数の無機化合物は活性汚泥の凝集性や微生物濃度に影響した。さらに、活性汚泥内の捕食性細菌の存在量が顕著に変化しており、捕食-被食関係が影響を受けたことが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水処理微生物集団である活性汚泥は、100年以上世界中で水処理に利用されてきた重要なバイオテクノロジーである。しかしその複雑さゆえ、水処理メカニズムは未解明の部分が多く残り、今なお予期せぬトラブルが尽きない。活性汚泥の水処理性能は、構成する微生物の組成に相関するといわれているが、活性汚泥自体の物性が、系内の微生物組成や微生物同士の相互作用にどう影響するかを調べた例は少なく、本研究で得られた知見は学術的・社会的に重要である。また、本研究で開発した遺伝子発現データの可視化方法や評価方法は、他の多くの研究に応用可能であり重要である。
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