レアメタル代謝細菌における生物気化能の解析

• 研究課題/領域番号: 25420838
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 山下 光雄 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40220347)
• 研究協力者: 大塚 治
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: レアメタル / セレン / 生物気化 / メカニズム

研究成果の概要

セレン気化能を有するPseudomonas stutzeri NT-I株を用い、セレン気化物を特定したところジメチルジセレニド（DMDSe）であった。NT-I株のDMDSe合成最適培養条件を38度、pH9.0、撹拌速度250rpm、通気量3L/minと決定した。最大合成速度は37.8μmol/h・Lだった。NT-I株は生物気化を利用したSe気化回収に適していると思われる。
NT-I株のゲノムDNAを解析し、DMDSe合成酵素の遺伝子(disA)をクローニングした。DMDSe合成遺伝子組換え大腸菌は亜セレン酸やバイオセレンからDMDSeを合成した。disAは新規なDMDS合成遺伝子である。

研究成果

• [雑誌論文] Bioleaching of gallium from gallium arsenide by Cellulosimicrobium funkei and its application to semiconductor/electronic wastes (2016)
  • 著者名/発表者名: Sirikan Maneesuwannarat, Alisa S. Vangnai, MitsuoYamashita, and Paitip Thiravetyan
  • 雑誌名: Process Safety and Environment Protection 巻: 90 ページ: 80-87
  • DOI: 10.1016/j.psep.2015.10.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seleniumu recovery form kiln powder of cement manufacturing by chemical leaching and bioreduction (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Soda, A. Hasegawa, M. Kuroda, A. Hanada, Mitsuo Yamashita, and Michihiko Ike
  • 雑誌名: Seleniumu recovery form kiln powder of cement manufacturing by chemical leaching and bioreduction 巻: 72 ページ: 1294-1300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 酸化焙焼によるバイオセレンからのセレン分離の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大塚治、簗場豊、吉川健、山下光雄
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 79 号: 6 ページ: 330-337
  • DOI: 10.2320/jinstmet.J2015008
  • NAID: 130005071928
  • ISSN: 0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A new isolate, Penidiella sp. T9, accumulates the rare earth element dysprosium (2015)
  • 著者名/発表者名: Takumi Horiike, and Mitsuo Yamashita
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 巻: 81 号: 9 ページ: 3062-3068
  • DOI: 10.1128/aem.00300-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Bacillus selenatarsenatis SF-1T, a promising agent for bioremediation of environmrnts contaminated with selenium and arsenic (2015)
  • 著者名/発表者名: Masashi Kuroda, Hiroyuki Ayano, Kazunari Sei, Mitsuo Yamashita, and Michihiko Ike
  • 雑誌名: Genome Announc 巻: 3 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1128/genomea.01466-14
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] セレン酸還元細菌NT-I株を用いた廃水からのセレン回収 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下光雄、大塚治
  • 雑誌名: 水環境学会誌 巻: 37 ページ: 66-70
• [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-I株のジメチルジセレニドDimethyl diselenide合成速度促進因子の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大塚治、黒田真史、池道彦、山下光雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] Coprecipitation of radioactive strontium in sea water during formation of biogeneic calcite (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ohnuki, N. Kozai, F. Sakamoto, T. Saito, Q. Yu, M. Yamashita, T. Horiike, S. Utsunomiya.
  • 学会等名: 15th International Conference on the Chemistry and Migration Behaviour of Actinides and Fission Products in the Geosphere
  • 発表場所: Santa Fe Community Convention Center, Santa Fe, NM, USA
  • 年月日: 2015-09-13
  • 国際学会
• [学会発表] Selenium recovery from simulated wastewater using Selenium reducing bacteria Pseudomonas stutzeri NT-I (2015)
  • 著者名/発表者名: Osamu Otsuka, Masashi Kuroda, Satoshi Soda, Michihiko Ike, and Mitsuo Yamashita
  • 学会等名: 7th International Seminar on Process Hydrometallurgy
  • 発表場所: Antofagasta, Chile
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] 海洋環境から分離した好気性テルル酸還元微生物の多様性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀池巧、大塚治、寺原猛、今田千秋、山下光雄
  • 学会等名: マリンバイオテクノロジー学会2015年度大会
  • 発表場所: 東京海洋大学、東京
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] セレン酸還元菌Pseudomonas stutzeri NT-I株を用いた模擬廃水からのセレン再資源化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大塚治、簗場豊、吉川健、山下光雄
  • 学会等名: 廃棄物資源循環学会2014年度春の研究発表会
  • 発表場所: 川崎、神奈川
  • 年月日: 2015-05-28
• [学会発表] Selenium recovery from kiln powder as by-product of cement manufacturing by using chemical leaching and bacterial reduction (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Soda, A. Hasegawa, M. Kuroda, A. Hanada, M. Yamashita, M. Ike
  • 学会等名: The Internatioonal water association (IWA) World Water Congress & Exhibition
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-26
• [学会発表] Recovery of Seleniumu in Wastewater through Biovolatilization by Using Pseudomonas stutzeri NT-I (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ike, T. Narita, M. Kuroda, S. Soda, M. Yamashita
  • 学会等名: The Internatioonal water association (IWA) World Water Congress & Exhibition
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-26
• [学会発表] 循環型社会を目指した実廃水・実廃棄物からのレアメタル回収技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大塚治、山下光雄
  • 学会等名: エコデザインプロダクツ＆サービスシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2014-07-30
• [学会発表] 微生物を用いた廃水からのセレン気化回収技術の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大塚治、黒田真史、池道彦、山下光雄
  • 学会等名: 廃棄物資源循環学会2014年度春の研究発表会
  • 発表場所: 神奈川県川崎市
  • 年月日: 2014-05-29 – 2014-05-30
• [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-Iのジメチルジセレニド合成能の特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大塚治、成田尚宣、黒田真史、池道彦、山下光雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス
• [学会発表] ジャーファーメンターを用いたPseudomonas stutzeri NT-Iによるセレンオキソアニオン還元特性の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 樋口靖典、成田尚宣、黒田真史、惣田訓、山下光雄、池道彦
  • 学会等名: 2013年度日本水処理生物学会
  • 発表場所: 神戸市水道局たちばな職員研究センター
• [図書] セレン等の揮発化回収-バイオベース資源確保戦略- (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下光雄、大塚治
  • 総ページ数: 281
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 地球を救うメタルバイオテクノロジー ‐微生物と金属資源のはなし‐ (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下光雄、清和成
  • 総ページ数: 242
  • 出版者: 成山堂書店
• [備考] SIT総合研究所レアメタルバイオリサーチセンター
  • URL: http://www.ch.shibaura-it.ac.jp/yamashitalab
• [産業財産権] 放射性核種を固化する能力を有する好塩菌 (2016)
  • 発明者名: 山下光雄
  • 権利者名: 山下光雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-018075
  • 出願年月日: 2016-02-02
• [産業財産権] タンパク質、核酸、組み換えベクター、形質転換体、及びジメチルジセレニドの製造方法 (2015)
  • 発明者名: 山下光雄
  • 権利者名: 山下光雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-243298
  • 出願年月日: 2015-12-14
• [産業財産権] 放射性核種を固化する能力を有する好塩菌 (2015)
  • 発明者名: 山下光雄
  • 権利者名: 山下光雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-133419
  • 出願年月日: 2015-07-02
• [産業財産権] 希土類元素を溶出させる能力を有する微生物及び希土類元素の溶出方法 (2015)
  • 発明者名: 山下光雄
  • 権利者名: 山下光雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-128380
  • 出願年月日: 2015-06-26
• [産業財産権] 希土類元素を溶出させる能力を有する微生物及び希土類元素の溶出方法 (2015)
  • 発明者名: 山下光雄
  • 権利者名: 山下光雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-128379
  • 出願年月日: 2015-06-26
• [産業財産権] 希土類元素の回収方法 (2015)
  • 発明者名: 山下光雄
  • 権利者名: 山下光雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-089492
  • 出願年月日: 2015-04-24
• [産業財産権] 新規セレン還元微生物及び該当微生物を使用したセレン処理方法 (2014)
  • 発明者名: 山下光雄、三浦彰
  • 権利者名: 山下光雄、三浦彰
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-131926
  • 出願年月日: 2014-12-24
• [産業財産権] セレンの処理方法 (2013)
  • 発明者名: 山下光雄、三浦彰
  • 権利者名: 山下光雄、三浦彰
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-131926
  • 出願年月日: 2013-06-24