マンガン酸化微生物共生系とバイオリアクターを利用した海水中からのレアメタル回収

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24561008
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 宮崎 征行 独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 技術主事 (50399573)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井町 寛之 独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 主任研究員 (20361933)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: DHSリアクター / レアメタル / マンガン酸化物 / 微生物間共生系

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、海洋性のマンガン酸化菌の働きを利用したレアメタル回収技術の開発である。これまでに同型のリアクターを2基作製し、1基はアンモニア酸化菌とマンガン酸化菌の微生物間共生を狙ったリアクターで、もう1基はメタン酸化菌との共生系を狙ったリアクターである。当該年度では、1.両リアクターでの高効率生産化の検討と、2.そこに生息している微生物種の解析を予定した。
1.の高効率生産化については、昨年度から引き続き低濃度のマンガン濃度で運転を行ったところ、メタン酸化型リアクターではマンガン酸化物形成の場であるスポンジ全体に黒色物質が形成され、流出水のマンガン濃度の減少が確認された。このことからマンガン酸化物がリアクター上に形成された事が示唆された。メタン酸化菌共培養リアクターには少量アンモニアが含まれているため、アンモニア酸化は不要かと思いこれを省いた。その結果、マンガン酸化反応が起こらなくなったため、再度アンモニアを添加した。その後、流出水のマンガン濃度が減少したことからマンガン酸化にはアンモニアが必須であることが示唆された。アンモニア酸化菌との共培養リアクターでは、黒色物質及びマンガン濃度の減少も見られないことから、培養開始から636日目で培養を打ち切った。2.については両リアクター及び植種源のサンプルを解析した。方法としては、16S rRNA遺伝子を用いたクローン解析を行った。得られた配列から系統解析を行ったところ、両リアクター共に優占種として検出されたのは、目的とした独立栄養細菌であるアンモニア酸化細菌、メタン酸化細菌であった。2基作製したリアクターのうち、メタン酸化菌共生型リアクターでマンガン酸化物形成に成功したことで、今後の研究に期待できる成果を示せた。