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2013 年度 実績報告書

一細胞ゲノミクスによる嫌気ベンゼン分解微生物群の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 25281043
研究種目

基盤研究(B)

研究機関東京大学

研究代表者

栗栖 太  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30312979)

研究分担者 春日 郁朗  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (20431794)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードバイオレメディエーション / ベンゼン分解 / 電気培養
研究概要

現有のベンゼン分解集積培養系において、Hadsa-Aの存在割合を引き上げるため、電気培養に関する検討を行った。電気培養装置を用いた培養実験に先立ち、培養における有機物分解反応を促進させる可能性を持つ電子メディエータについての検討を行った。電子メディエータの候補として、他の物質分解のための培養にも用いられているものとして、Anthraquinone-2-sulfonate(AQS), Neutral Red (NR), Methyl Viologen(MV), Fe(III)EDTA, Co(II)EDTAを用い、培養系に加えてベンゼン分解に与える影響を見た。その結果、AQS, NR, MVについてはベンゼン分解を阻害する結果となり、これらがベンゼン分解集積培養系には不適であることが明らかとなった。一方、Fe(III)EDTAではわずかにベンゼン分解の促進効果が、Co(II)EDTAでは明確な促進効果が見られた。これらの金属イオンが、ベンゼン分解の電子メディエータとして有効である可能性が示された。
また、ベンゼン分解集積培養系を用いて、セルソーティングによる1細胞分離を行い、Multiple Displacement Amplification (MDA)によりゲノムDNAをランダムに増幅した。増幅産物に対して16S rRNA遺伝子の配列を解読し、Hasda-A類縁の細菌が入ったウェルを特定した。
さらに、ヘリウムプラズマイオン検出器搭載の超高感度ガスクロマトグラフを購入し、培養系内の水素を計測する手法を確立した。少量のガスで水素を分析する方法の検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実施計画と異なっていたのは、電気培養に関する項目である。当初、今年度中に電気培養を開始する予定であったが、実際は装置の購入と試運転にとどまった。これは、今年度の実施計画策定後、電気培養をより確実に成功させるために、電子授受メディエータの検討を行う方が良いと判断し、電子メディエータの検討を行ったためである。その他については予定通り進捗した。

今後の研究の推進方策

電気培養装置の運転により、よりベンゼン分解集積培養系の高度化を図れるものと考えている。また、ゲノム解析を完了させ、ゲノム情報から得られる情報をもとにどこまでベンゼン分解微生物の代謝に迫れるかは、得られるデータの量と質に依存するところであると言える。

次年度の研究費の使用計画

ほぼ予定通り執行したが、電気培養装置の運転が今年度中に終了しなかったため。
電気培養装置の運転にかかる消耗品として使用する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Benzene and toluene biodegradation potential in methanogenic cultures established by feeding benzene, toluene and their mixture.2013

    • 著者名/発表者名
      MASUMOTO, H., KURISU, F., KASUGA, I. and FURUMAI, H.
    • 雑誌名

      Journal of Water and Environment Technology

      巻: 12 ページ: 77-86

    • DOI

      10.2965/jwet.2014.77

    • 査読あり
  • [学会発表] 土壌・底泥を起源とする5種のメタン生成ベンゼン分解集積培養系における微生物群集構造の比較2013

    • 著者名/発表者名
      野口愛,栗栖太,春日郁朗,古米弘明
    • 学会等名
      第29回日本微生物生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学、鹿児島県
    • 年月日
      20131123-20131125
  • [学会発表] Analysis of anaerobic benzene degrading enrichment culture and towards anaerobic benzene bioremediation2013

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Kurisu
    • 学会等名
      2013年度 東京大学生物生産工学研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学、東京都
    • 年月日
      20130927-20130927
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA stable isotope probing of benzene degrading bacteria in a methanogeinc enrichment culture originated from river sediment2013

    • 著者名/発表者名
      M. Noguchi, F. Kurisu, I. Kasuga, H. Furumai
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Microbial Ecology in Water Engineering
    • 発表場所
      Ann Arbor, MI
    • 年月日
      20130708-20130711

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公開日: 2015-05-28  

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