| 研究課題/領域番号 |
10450307
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
海野 肇 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (10087471)
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| 研究分担者 |
堀 克敏 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助手 (50302956)
丹治 保典 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (00282848)
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| キーワード | 生分解性ポリマー / P(3HB-co-3HV) / コロニー / P(3HB-co-3HV)分解菌 / 糸状菌 / 分解速度 / 数学モデル |
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| 研究概要 |
本年度は、昨年度単離したP(3HB-co-3HV)分解菌によるポリマー分解機構と分解形態について検討し、複数の分解菌の分解能力を簡便に評価する手法を確立した。本方法は、寒天プレート上でのコロニーと分解酵素によって形成されるハローの成長速度を指標に分解速度を評価するもので、モデル土壌での分解速度と良好な相関を示し、その有効性を実証した。この結果より、土壌中では酵素は水中に比べて拡散しにくいため、分解速度はポリマー表面上の微生物コロニーの成長・拡散速度に依存することを明らかにした。本方法によってバクテリア、放線菌、糸状菌を含む164株の分解菌の分解能力を評価し、微生物コロニーによるポリマー分解能力は、大略、糸状菌、放線菌、バクテリアの順であることを見出した。これらの結果に基づい、ポリマー分解速度をシミュレーションするための基盤ツールとして、糸状菌によるP(3HB-co-3HV)フィルム分解速度の数学モデルを構築した。これは、固体表面上での糸状体の成長に基づいてポリマーフィルムの分解速度モデルを記述するものである。モデルの妥当性は、糸状体とポリマー分解領域の成長過程の実測によって検証した。さらに、単離したバクテリア、放線菌、糸状菌を用いてモデル土壌中のP(3HB-co-3HV)フィルム分解実験を行い、分解菌のタイプとフィルムの分解形態および分解速度との関係を解析した。
3年間の研究成果により、P(3HB-co-3HV)フィルムのオンサイト分解速度を推定するためのツールは構築できた。このツールを活用して、様々な土壌環境下でのP(3HB-co-3HV)の分解速度を正確に推定するための道が開けるものと期待する。
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