2017 Fiscal Year Annual Research Report
Microbial arsenic transformation pathways associated with polluted environments
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15H02842
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
濱村 奈津子 九州大学, 理学研究院, 准教授 (50554466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
光延 聖 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70537951)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 微生物ヒ素代謝 / ヒ素酸化酵素 / 嫌気的ヒ素酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、ヒ素汚染土壌および土壌カラム実験系からヒ素代謝細菌の分離培養を実施した。その結果、実験に用いた土壌カラムにおいてヒ素代謝活性とともに増加が見られたヒ素代謝細菌を含む、プロテオバクテリア門に分布する多様なヒ素酸化細菌群が分離培養された。さらに、主要な３系統群に分布する10株について、液体培養後の細胞懸濁液を用いてヒ素代謝活性速度を測定したところ、0.15-0.85mM / day / cellの特異的活性速度が検出され、ヒ素酸化酵素遺伝子配列の相同性も高い系統近縁株においてもヒ素代謝に関与する生理活性の異なることが示唆された。また、環境中ヒ素挙動に影響を及ぼす微生物要因を同定するため、酸化還元代謝に関与する酵素を標的とした分子生物学的検出法を開発し、これまで主にアルカリ塩湖などの極限環境で検出されていた嫌気的ヒ素酸化酵素(Arx)に近縁な配列もヒ素汚染土壌に分布していることを見出した。これら嫌気的ヒ素代謝経路も含め、汚染土壌におけるヒ素挙動への微生物要因を明らかにするため、土壌カラムを用いてヒ素添加後に酸素供給量を変化させた状況下でのヒ素挙動および微生物群集への影響を調べたところ、ヒ素酸化活性に伴ってAio型ヒ素酸化酵素の増加が示された。Aio型ヒ素酸化酵素は硝酸還元細菌による嫌気的ヒ素酸化を触媒することも報告されており、通性嫌気条件下での土壌ヒ素挙動への寄与が考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度には、土壌中のヒ素挙動に影響を及ぼすヒ素代謝微生物群の検出および同定、また環境要因の変化に伴う微生物ヒ素代謝変動についても予定通り進んでいる。また、多系統に分布しているヒ素代謝分離株の特異的なヒ素代謝活性データを取得も実施し、代謝遺伝子発現の定量変動解析の手法も確立した。これらのことから、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、ヒ素挙動変化に及ぼす微生物代謝因子の定性定量的な同定を実施し、ヒ素挙動の変動データとの比較検討により、ヒ素溶出に影響する微生物要因を定量的に明らかにし汚染土壌におけるヒ素溶出リスクを検討する。
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Research Products
(3 results)
