研究課題
基盤研究(B)
有害化学物質に汚染された土壌/水環境を浄化・修復するバイオレメディエーション事業において、遺伝子組換え体を(GEMs)含めた外来微生物を利用する際に生じ得るバイオリスク(生物由来のリスク)を予測し、また正しく評価するための科学的情報を集積、体系化するための種々の検討を行った。初年度には、微生物の開放系利用におけるバイオリスク評価の考え方を体系化した上で、最も重要なリスクとして、外来微生物由来の遺伝子が土着の有害微生物に水平伝播することによる危険性を取り上げ、その頻度を決定する要因として、自然界に導入されたGEMsの生残、組換えプラスミド(GEDS)を転移させ得る可動化プラスミドの存在、プラスミドの各種宿主への伝播の頻度と影響因子について、それぞれモデル実験によって調べた。一連の検討の結果、土壌や水環境試料に植種されたモデルGEMsは主に土着微生物との拮抗的相互作用により急激に減少するが、その後低いレベルの個体群を保って比較的長期間残存すること、自然環境中にはtra遺伝子を有し、GEDSを可動化させる能力を持つと考えられる微生物がある程度の数存在していること、GEDSは様々な条件下で土着性の広範な微生物宿主に転移され得ることなどが明らかとなり、GEDSを有するGEMsが環境中に放出された場合には、GEDSが土着微生物に転移する可能性も皆無ではないことが示唆された。また、このGEDSの挙動を表現することのできるモデルのフレームを構築した。最終年度には、初年度の結果を受けて、いくつかの土壌マイクロコズムを用いたモデル実験により、GEDSの接合伝達による伝播の可能性と各種環境要因がその頻度に与える影響を詳細に評価するとともに、数式モデルによる解析を行った。また、実際にバイオレメディエーション(バイオオーグメンテーション)が行われているフィールドにおいて、外来微生物の挙動や土着の微生物生態系構造が受ける影響の評価を試みた。土壌中において接合伝達が生起する可能性は、実験室での最適条件下に比べて非常に低く、また、その頻度は微生物が利用できる有機物量や金属含有量、及び水分に影響を受けることが明らかとなった。また、GEDSの接合伝達過程はmass action modelを適宜修正することによって表現できることが示された。さらに、実フィールドにおける解析では、原油汚染土壌、ダイオキシン汚染土壌の浄化過程をモニタリングしたが、いずれの場合も外来微生物は比較的速やかに減少し、土着の微生物群への悪影響は認められなかった。
すべて 2005 2004
すべて 雑誌論文 (8件)
World Journal of Microbiology and Biotechnology (未定)(印刷中)
IBBS-13, 13^<th> International Biodeterioration and Biodegradation Symposium (印刷中)(未定)
World Journal of Microbiology and Biotechnology (In Press)
IBBS-13, 13^<th> International Biodeterioration and Biodegradation Symposium (Accepted)
Water Research 38
ページ: 4405-4414
Proceedings of 7^<th> Biennial Symposium of International Society of Environmental Biotechnology
ページ: O-46
Water Research 38-20
Proceedings of 7^<th> Biennial Symposium of International Society of Environmental Biotechnology O-46
