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本研究は、細胞外電子伝達によって電極から電子を取り込むことで独立栄養的に生命活動を営む電気合成微生物を海洋環境において探索し、その機能を理解することを目標としている。本年度は、微生物細胞群と電極との電子授受機能を解析するための新たな評価法を開発し、それを用いた電子取込み反応評価実験を行うとともに、初年度に引き続き電極リアクタ培養による電気合成微生物群の集積分離培養を行った。
まず、電気合成微生物反応の中核と位置づけられる電気栄養生命活動（細胞外からの電子取込みに駆動される細胞代謝活動）を解析するために、電極を唯一の電子源として与えるカソード電極培養と、細胞代謝活性染色とを組み合わせた電気化学代謝活性評価法を開発した。そして、深海熱水活動域から単離された独立栄養性鉄酸化細菌株において電気栄養活動の兆候を捉えることに成功し、その成果を国内外の学術会議で発表した。現在、論文化に向けて補足的な検討を行っている。
一方、海洋環境試料からの電極リアクタ培養実験では、目標としていた電気合成細菌群の集積には至らなかった。具体的には、還元的電位を印加した電極を電子源、無機炭酸を炭素源とした独立栄養・カソード電極リアクタ培養系で、昨年度達成した1次集積培養産物および新たな海底面近傍由来環境試料を播種源に集積培養を試みた。しかし、当該系での微生物増殖が想定より悪く、播種源に由来するわずかな化学エネルギーを利用する微生物活動が混在する中で、電気合成反応を行っていると見なせる微生物群の有意な増殖・集積を確認することができなかった。ただし、試行錯誤の検討から、電位印加に伴う電極表面への培養液成分の不都合な析出反応が起こる条件など、電極微生物培養系の改良につながると期待される知見を得ることができた。
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