高度水環境管理技術のための定量微生物工学手法の確立

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12305032
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大垣 眞一郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20005549)
• 研究分担者: 原田 秀樹 長岡技術科学大学, 環境システム工学系, 教授 (70134971) ; 藤田 正憲 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70029289) ; 大村 達夫 東北大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30111248) ; 遠藤 銀朗 東北学院大学, 工学部, 教授 (80194033) ; 津野 洋 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40026315)
• キーワード: 水中微生物 / 定量 / 遺伝子工学 / PCR / FISH / 抗原抗体 / ウイルス / 濃縮

研究概要

遺伝子工学、微量物質分析機器の発達により、水の環境に関わる様々な技術並びに管理・監視を、これまでにない新しい方法で行うことが可能となった。これらの手法を利用して、自然界の複雑な生態系、あるいは、生物学的処理の複雑な群集構造、さらにはヒトの健康リスクに関わる病原微生物の挙動などを正確に把握し、処理・管理技術を開発するために、水中に存在する各種微生物を正確に定量し、その変化を記述するための手法を開発した。
本研究では、医学関係、食品学関係、微生物学関係に比べ、低濃度で、多様な微生物群で、かつ、様々な共存物質が存在する水環境の工学に関わる対象における微生物を定量する手法を対象としている。
これまでの方法では海水に対してウイルスを濃縮するのは困難とされていたが、静電的相互作用を利用して海水中の陽イオンを効果的に除去してウイルスを高い回収率で回収する手法を開発した。また、塩素や紫外線で不活化されたウイルスを、遺伝子工学的手法である逆転写PCR法によって測定した場合に、培養法とは異なって陽性として検出されることを定量的に明らかにした。また、下水処理の活性汚泥中からウイルスを回収する場合に、酵素を使って高分子を分解することによりウイルスの回収率が向上することを明らかにした。また、難分解性の有機物を分解する細菌を特異的に検出するためのPCR法プロトコールの開発、および水処理において有用な細菌を原位置で検出する手法のプロトコールを開発し、その応用を行っている。
また、これらの手法の体系化として、研究者支援のための実験方法データベースの作成方法およびその運用法などについて、意見を集約した。

研究成果

• [文献書誌] Katayama H., Shimasaki A., Ohgaki S.: "Development of a Virus Concentration Method and Its Application to Detection of Enterovirus and Norwalk Virus from Coastal Sea Water"Applied and Environmental Microbiology. 68・3. 1033-1039 (2002)
• [文献書誌] Katayama H., M. Nakamura, S. Ohgaki: "PCR determination of inactivated RNA coliphage Qβ"Advances in Water and Wastewater Treatment Technology Molecular technology, nutrient removal, sludge reduction, and environmental health. 1. 101-108 (2001)
• [文献書誌] Sei K., Nakao M., Mori K., Ike M., Kohno T., Fujita M.: "Design of PCR primers and a gene probe for extensive detection of poly(3-hydroxybutyrate) (PHB)-degrading bacteria possessing fibronectin type III linker type-PHB depolymerases"Applied Microbiology and Biotechnology. 55. 801-806 (2001)
• [文献書誌] D. Sano, K. Fukushi, K. Yano, Y. Yoshida, T. Omura: "Enhanced Virus Recovery from Municipal Sewage Sludge with a Combination of Enzyme and Cation Exchange Resin"Water. Science and Technology. 43・2. 75-82 (2001)
• [文献書誌] T. Watanabe, D. Sano, T. Omura: "Risk Evaluation for Pathogenic Bacteria and Viruses in the Compost of Sewage Sludge"Proceedings of 1st International Water Association (IWA) Asia-Pacific Regional Conference. 1. 729-734 (2001)
• [文献書誌] Y. Sekiguchi, H. Takahashi, Y. Kamagata, A. Ohashi, H. Harada: "In situ Detection, Isolation and Physiological Properties of a Thin Filamentous Microoganism Abundant in Methanogenic Granular Sludges : a Novel Isolate affiliated with a Clone Cluster, the Green Non Sulfur Bacteria Subdivision 1"Appl. Environ. Microbiol.. 67・12. 5740-5749 (2001)