| 研究課題/領域番号 |
20KK0243
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
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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 |
黒岩 恵 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00761024)
徳山 英昭 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10363029)
末永 俊和 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (80828377)
安田 昌平 東京農工大学, 学内共同利用施設等, 産学官連携研究員 (10910672)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 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 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 亜酸化窒素 (N2O) / N2O還元細菌 / Anammox細菌 / N2O消費速度 / メタゲノム解析 / 脱窒細菌 / 集積培養 / 15Nトレーサー / 亜酸化窒素 / 15Nトレーサー法 / 嫌気性アンモニア酸化 / 脱窒遺伝子 / メタトランスクリプトーム解析 / ゲル固定化 / 動力学的解析 / メタゲノム / 転写活性 / 電子伝達 / 脱窒 / 高度窒素除去システム / 電子競合 / 遺伝子発現 / 高度窒素除去 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、強い温室効果を示すガスである亜酸化窒素（N2O）の排出を削減するため、N2Oを消費して無害な窒素ガスに変換可能な細菌群の種類、機能、性能を明らかにすることを目的とする。特に、窒素を除去する高度排水処理施設に潜む高活性N2O還元細菌を独自培養装置で獲得し、最先端の解析により機能解明を行う。さらに、細菌を高密度に固定化する技術を開発することで、排水処理施設からのN2O排出の削減を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、省エネ型窒素除去技術に存在する亜酸化窒素（N2O）の除去を担うN2O還元細菌の探索、生理生態の解明、細菌の獲得を行い、N2Oの排出削減に向けた利用技術開発を目的とした。15Nトレーサー法を用いた精緻な活性評価により、N2O還元細菌の潜在能力と律速因子を明らかにした。メタゲノム解析により、N2O還元細菌の多くは、脱窒経路の一部が欠落した非脱窒性であること、メチオニン合成で重要なビタミンB12の生成に長けていることを示した。さらに集積培養を介した分離培養により、報告例の無い非脱窒性N2O還元細菌の獲得に成功した。さらに、N2O排出削減に適したN2O還元細菌のゲル固定化の基盤を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
富栄養化の原因物質の窒素化合物を省エネで除去可能なAnammoxプロセスは、場合によって強力な温室効果ガスである亜酸化窒素（N2O）の排出を増長させるトレードオフを有している。N2Oは排水処理施設のCO2フットプリントの大部分を占めることが知られており、排出削減が必要不可欠である。本研究では、省エネ型窒素除去プロセスにおいて安定的にN2Oを除去可能なN2O還元細菌の深層理解と有用種の獲得、および削減技術開発の基盤構築を達成した。このような成果により、従来の課題であった排水処理の省エネ化と温室効果ガスの排出削減を両立し、温室効果ガスの削減を達成する技術確立に寄与できることが期待される。
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