| 研究課題/領域番号 |
20K12229
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
西村 聡子 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (90609322)
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| 研究分担者 |
飯島 信司 愛知工業大学, 工学部, 教授 (00168056)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 生物学的窒素処理 / アンモニア酸化細菌 / 脱窒菌 / バイオフィルム / 環状ジヌクレオチド / 生物的硝化・脱窒 / 環状ジグアニル酸 / 廃水処理 / 生物学的硝化・脱窒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生活・工業廃水中に含まれる種々の窒素化合物は河川や湖沼、内海の富栄養化を引き起こすため、大きな環境問題となっている。これらの窒素化合物を処理する方法として、アンモニア酸化細菌や硝化菌などを用いた生物学的硝化・脱窒法が広く利用されている。
一般に細菌はバイオフィルムと呼ばれる立体的な膜構造を形成することで、環境の変化に強くなることが知られている。そのため、生物学的硝化・脱窒に関わる細菌のバイオフィルム形成制御は、廃水処理において重要な意味を持つ。
本研究は、アンモニア酸化細菌や硝化菌のバイオフィルム形成の制御機構を解析することで、生物学的硝化・脱窒過程の高効率化をめざすものである。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、生活・工業廃水中の窒素化合物除去に利用されるアンモニア酸化細菌および脱窒菌のバイオフィルム形成を制御することで、窒素化合物除去効率の向上をはかることを目的とした。環状ジグアニル酸は、様々な細菌でバイオフィルム形成の調節に関わっている。ここではアンモニア酸化細菌および脱窒菌において、環状ジグアニル酸を合成・分解する酵素が存在すること、これらの酵素によって実際に環状ジグアニル酸が合成されていること、またこれらの細菌におけるバイオフィルム形成について明らかにした。この結果から、環状ジグアニル酸を介してバイオフィルム形成を制御することで、窒素化合物除去効率の向上につながる可能性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
廃水中に含まれる窒素化合物は様々な環境問題を引き起こすため、生物学的窒素処理法の高効率化が望まれている。そのために、この過程に関わる細菌の増殖や反応効率を高めることが重要である。この第一段階に関わるアンモニア酸化細菌は極めて増殖速度が遅く、処理全体の律速となっている。本研究では、これまで不明であったアンモニア酸化細菌のバイオフィルム形成とその制御に関わると考えられる環状ジグアニル酸の存在を明らかにした点で重要な意義がある。またアンモニア酸化細菌と脱窒菌のゲノム解析より、これらの細菌における環状ジグアニル酸の制御機構を明らかにした。これらの知見は、生物学的窒素処理の効率向上に役立つと考えられる。
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