| 研究課題/領域番号 |
20H04362
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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64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
寺田 昭彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30434327)
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| 研究分担者 |
堀 知行 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 (20509533)
末永 俊和 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (80828377)
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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 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
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| キーワード | 亜酸化窒素 / 亜酸化窒素還元細菌 / 資源回収 / 微小呼吸活性 / メタゲノム解析 / 15Nトレーサー / 脱窒細菌 / メタン酸化 / N2O還元細菌 / 微小呼吸活性装置 / 集積培養 / 安定同位体 / 脱窒 / 安定同位体プローブ法 / 集積培養装置 / 有価物産生 / 有価物 / アップサイクリング / 有機炭素 / 動力学的解析 / 呼吸活性 / 物質産生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、温室効果ガスである亜酸化窒素（N2O）の削減技術の確立に向け、N2Oを高効率に消費する細菌や、N2Oを消費しながら有価物を作ることが可能な細菌の獲得を目指す。高効率にN2Oを消費する細菌を集積するため、N2Oの精密な供給と制御が可能な装置の開発を行う。雑多な細菌群から有用種を集積する工程を通し、高効率にN2Oを消費できる細菌や、N2Oの消費と有価物の合成を達成する細菌の生き様に迫る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高効率なN2O還元細菌が有する様々な生理学的特性の解明、および有価物を産生可能なN2O還元細菌の探索を目的とした。安定同位体15Nトレーサー法と微小呼吸活性測定法を融合することで、Clade II nosZタイプのN2O還元細菌がN2O削減に効果を示す環境条件を明らかにした。この細菌はN2Oに高い親和性を有する一方、限られた有機炭素源の供給時にのみ高い活性を発揮することも明らかになった。さらに省エネ型窒素除去バイオリアクター、埋立地浸出水、水田土壌中に生息する微生物の群集構造や活性評価を通し、N2O削減と有価物産生に有用な細菌群の選出が行えた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
排水処理施設の窒素除去の過程で排出される強力な温室効果ガスである亜酸化窒素（N2O）は、より一層の排出削減が求められている。この課題に対する有力な手段として、N2OをN2に変換するN2O還元細菌の利用に期待が寄せられている。一方、この細菌の生理生態への理解は不十分である。さらに、近年の排水処理利施設は資源回収型への転換が求められている。本研究では、獲得したN2O還元細菌が優れたN2O消費活性を示す条件を明らかにした。さらに、有価物産生とN2O削減の双方を達成する微生物に迫る成果を得た。これらの成果は、排水処理施設からのN2O排出削減の達成や、有価物産生プロセスの開発に繋げられる可能性を有する。
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