Revealing the ecophysiologies of nitrous oxide-reducing bacteria towards the mitigation of greenhouse gas emissions in advanced nitrogen removal processes for wastewater treatment

揭示一氧化二氮还原菌的生态生理学，以减少先进的废水处理脱氮工艺中的温室气体排放

• 批准号: 20KK0243
• 负责人: 寺田 昭彦
• 金额: $ 11.9万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-10-27 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0243/
• 关键词: 亜酸化窒素; N2O還元細菌; メタゲノム解析; メタトランスクリプトーム解析; 嫌気性アンモニア酸化; 脱窒遺伝子; ゲル固定化; 動力学的解析; メタゲノム; 転写活性; 電子伝達; 15Nトレーサー; 脱窒; 高度窒素除去システム; 電子競合; 遺伝子発現; 高度窒素除去

前年度から引き続き運転を行っている亜酸化窒素（N2O）供給型嫌気性アンモニア酸化用バイオリアクターの微生物叢の解明と活性評価を実施した。このバイオリアクターで集積されたバイオマスのメタゲノム解析を実施し、N2O還元細菌を含めた18種の高品質なドラフトゲノムの構築を達成した。このドラフトゲノムを確認したところ、このうちの2種のドラフトゲノムは優占化されていたChloroflexota門、Anerolineae綱であることが明らかになった。また、その他のドラフトゲノムとして、Proteobacteria門、Armatimonadota門、Acidobacteriota門などに属する系統であることを明らかにした。また、ドラフトゲノム内の窒素酸化物の還元に関する遺伝子型を評価したところ、多くの種類は一部の脱窒遺伝子が欠落した非脱窒性N2O還元細菌であることが示唆された。これらの集積バイオマスから優れたN2O還元細菌の獲得に向け、分離培養を行った。数種の分離培養に成功し、これらの細菌がN2O還元酵素をコードする機能遺伝子を保有することを確認した。この研究成果によりゲノム解析およびN2O消費に関する動力学的解析を進める準備が整った。さらに、研究室で分離培養に成功しているN2O還元細菌のゲル固定化と動力学的解析を進めた。ゲル固定化で用いるアルギン酸カルシウム濃度を変化させた際の固定化細菌のN2O消費活性を評価し、アルギン酸カルシウム濃度が高くなるにつれて、機械的強度が高くなること、酸素濃度に対するN2O消費活性の低下を緩和できることを明らかにした。一方、アルギン酸カルシウム濃度を上げることで見かけ上のN2O消費活性が下がること、見かけ上のN2Oに対する半飽和定数には大きな変化を与えないことを確認した。得られた結果より、ゲル固定化のために適切なアルギン酸カルシウム濃度の範囲を示した。

In the previous year, asphyxiant acid (N2O) was used for acidification of phenotypic acid asphyxiatorin (N2O). This is the first time to analyze the application of N2O bacteria that contain high-quality bacteria in the first place. Please make sure that the two kinds of information are not available, that the Chloroflexota is occupied, and that the Anerolineae is required to verify the information. Please tell me that the Proteobacteria, Armatimonadota, and Acidobacteriota devices are registered in the system system. The asphyxiant acid compound and the asphyxiant acid compound were found to be effective in the production of asphyxiating bacteria. In order to improve the quality of the bacteria, we need to know how to separate the N2O bacteria from each other. Several kinds of isolation tests have been successfully carried out, and the N2O meta-enzymes of bacteria have been successfully isolated. The machine has been able to maintain the confirmation of N2O enzymes. In this paper, the results of the research are related to the analysis of the dynamics of the N2O elimination process. The analysis of the dynamics of the immobilization of N2O bacteria was successfully carried out in the laboratory. The immobilization is based on the temperature of the immobilized bacteria, the activity of N2O, the strength of the machine, the strength of the machine, the activity of N2O, the strength of the machine, the strength On the other hand, you can see the N2O elimination activity above, the N2O elimination activity below, the N2O reduction activity on the top, the N2O reduction activity on the top, the N2O elimination activity on the top, The results show that the temperature range of the immobilization system is very high.

项目成果

コロンビア大学(米国)

哥伦比亚大学（美国）

A novel biofilm reactor using a gas-permeable membrane for cost-effective nitrogen removal: Challenges and opportunities

使用透气膜进行经济有效的脱氮的新型生物膜反应器：挑战和机遇

• 发表时间: 2021
• 作者: Morishita Shingo;Yoshii Toshitaka;Inose Hiroyuki;Hirai Takashi;Yuasa Masato;Matsukura Yu;Ogawa Takahisa;Fushimi Kiyohide;Okawa Atsushi;Fujiwara Takeo;ENIGMA Clinical High Risk for Psychosis Working Group;Akihiko Terada
• 通讯作者: Akihiko Terada

Harnessing microbial communities for bioenergy recovery;greenhouse gas mitigations

利用微生物群落进行生物能源回收；温室气体减排

• 发表时间: 2022
• 作者: Campo-Canaveral De La Cruz Jose Luis;Dunne Ben;Lemaitre Philippe;Rackauskas Mindaugas;Pozniak Jiri;Watanabe Yui;Mariscal Andrea;Yeung Jonathan;Yasufuku Kazuhiro;Pierre Andrew;de Perrot Marc;Waddell Thomas K.;Cypel Marcelo;Keshavjee Shaf;Donahoe Laura;Akihiko Terada
• 通讯作者: Akihiko Terada

デンマーク工科大学(デンマーク)

丹麦科技大学（丹麦）

ダルムシュタット工科大学(ドイツ)

达姆施塔特工业大学（德国）