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酸性極限環境におけるバイオフィルム樹状構造化の謎とその金属元素循環への影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H03595
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63010:環境動態解析関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

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)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
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: 5,980千円 (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)
キーワードバイオフィルム / 水処理再生 / 休廃止鉱山 / 微生物生態学
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、「微生物が立体的な構造物を形成することの意味」を解明することである。たとえ一種の微生物でさえ難分解物質を資化する際には特殊な立体構造を形成し、局在(構造中のどの場所にいるか)によって役割が分担され、効率的に物質分解を行うことがわかっている。しかし、自然環境中にある微生物の生理状態には不明な点が多く、立体構造形成に端を発する集団化が生態的にどう機能するかは杳として知れない。なぜ立体構造を形成するのか、構造化は周辺環境にはどのような影響が及ぼすのかといった疑問には答えが得られておらず、本研究課題ではこの難解であるが、最新の科学によって立ち向かうべき学術的問いに挑むものである。

研究成果の概要

日本国内のみならず、世界各地には、鉱物資源の採取が終了、もしくは休止した休廃止鉱山が多数存在する。休廃止鉱山からは、生物毒性の高い金属類を含む廃水が多量に排出されることがあり、その処理が問題となっている。本研究課題では、休廃止鉱山の非常に酸性の高い環境で生育する微生物の群集構造体「バイオフィルム」や、廃水中から重金属類を除去できる微生物の解析を実施した。本研究提案の成果は、極限環境における微生物の成育についての学術的発見をもたらすことにつながるとともに、微生物を利用した鉱山廃水処理の効率化に資するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究提案においては、酸性極限環境において特異な構造体を形成することで生育できる微生物群集の解析を実施した。こうした微生物の生態はこれまで知られていないものであり、微生物の群集生態を明らかにするうえで重要な知見を与えるものである。加えて、休廃止鉱山から排出されるような、重金属類を含む廃水で生育可能な微生物についても解析を実施した。その成果は、生物毒性の高い重金属類を含む水の処理、利用に資するものであり、新たな廃水処理方法の開発や、現行の生物処理の効率化に資するものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Startup performance and microbial composition of a pilot-scale rapid sand filter for the treatment of manganese-containing mine water2023

    • 著者名/発表者名
      Inaba Tomohiro、Aizawa Hidenobu、Aoyagi Tomo、Sato Yuya、Hori Tomoyuki、Nishimura Takuro、Habe Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 343 ページ: 140229-140229

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2023.140229

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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