廃水処理システムの新奇指標微生物「DPANNアーキア」の診断技術開発と実態解明

废水处理系统中新型指示微生物“DPANN古菌”诊断技术的开发和实际情况的阐明

• 批准号: 21H01471
• 负责人: 黒田 恭平
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01471/
• 关键词: DPANN; アーキア; 超微小微生物; 廃水処理; 培養; ショットガンメタゲノム解析; メタトランスクリプトーム解析; CPR/Patescibacteria; 診断技術; トランスクリプトーム解析; トランスクリプト－ム解析

本研究の目的は，高有機物負荷，高窒素負荷，高カチオン濃度の廃水処理汚泥中で優占化する「DPANNアーキア」を廃水処理の新奇ストレス指標微生物として診断 する技術を開発し，その“真”の機能を培養法とトランスクリプトム解析等により明らかにすることである。「DPANNアーキアは廃水処理のストレスを評価する新 奇指標微生物になり得るのではないか?」という問い(仮説)について，培養と情報科学・微生物代謝能の観点から学術的に解明することである。2022年度は，(1)DPANNアーキア優占化反応槽の運転管理と診断技術の開発，(2) DPANNアーキアの二者培養系の確立，(3) 廃水処理システム内でのDPANNアーキアの“真”の機能解明について、研究を実施した。(1)では，DPANNアーキアを優占化させることに成功したUASB反応器についてマイクロバイオーム解析と運転管理データの解析を行った結果、DPANN アーキアの優占化にはフェノール基質以外に温度管理が重要であることが示唆された。(2)では，DPANNアーキアと同様な生態を持つと想定されるCandidate Phyla Radiation(CPR)/Patescibacteriaに属する2種の系統の集積培養と機能推定に成功し、DPANNアーキアの二者培養系確立に向けた宿主と共生細菌の動態に関する重要な情報を得た。加えて、DPANNアーキアが優占するUASB反応器のマイクロバイオーム解析によりDPANNアーキアがメタン生成アーキアと共生することを示唆する結果を得た。(3)では、集積培養物およびDPANNアーキア優占化UASB反応器保持汚泥のメタトランスクリプトーム解析を行い、遺伝子発現データを得ることに成功した。

は の this study purpose, high organic load, high smothering load, high カ チ オ ン concentration の 廃 water 処 principle で best accounts for the sludge す る "DPANN ア ー キ ア" を 廃 water 処 Richard の novel ス ト レ ス indicator microorganisms と し て diagnosis す る technology を open 発 し, そ の を "true" の function culture method と ト ラ ン ス ク リ プ ト resolution of ム に よ り Ming ら か に す る こ と で あ る. "DPANN ア ー キ ア は 廃 water 処 Richard の ス ト レ ス を review 価 す る new strange indicator microorganisms に な り have る の で は な い か?" と い う asked い (仮) に つ い て, cultivate と intelligence science, microbial metabolism can の 観 point か ら academic に interpret す る こ と で あ る. は, 2022 (1) DPANN ア ー キ ア optimal of anti 応 slot の transport planning management と の open 発 diagnosis technology, (2) DPANN ア ー キ ア の both training is の established, (3) water 廃 処 Richard シ ス テ ム within で の DPANN ア ー キ ア の function of "true" の interpret に つ い て, research を be applied し た. (1) で は, DPANN ア ー キ ア を best accounts for the さ せ る こ と に successful し た UASB anti 応 apparatus に つ い て マ イ ク ロ バ イ オ ー ム parsing と transport planning management デ ー タ の parsing line を っ た results, DPANN ア ー キ ア の best accounts for the に は フ ェ ノ ー ル outside に substrate temperature management important で が あ る こ と が in stopping さ れ た. (2)で で DPANNア キアと キアと is the same as な ecology を holding と to determine されるCandidate Phyla Radiation (CPR)/Patescibacteria に genus す る の set two の system product training と presumption function に successful し, DPANN ア ー キ ア の both education department establish に to け た host と symbiotic bacteria の dynamic に masato す る important な intelligence を た. Add え て, DPANN ア ー キ ア が accounted for optimal す る UASB anti 応 apparatus の マ イ ク ロ バ イ オ ー ム parsing に よ り DPANN ア ー キ ア が メ タ ン generated ア ー キ ア と symbiotic す る こ と を in stopping す た を る results. (3) で は, set product culture お よ び DPANN ア ー キ ア optimal of the UASB anti 応 device to keep the sludge の メ タ ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing line を い, but 伝 発 now デ ー タ を have る こ と に successful し た.

项目成果

PET原料製造廃水処理UASB反応器の後段処理技術の検討

PET原料生产废水处理UASB反应器后处理技术研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 髙井麻帆;黒田恭平;中屋佑紀;佐藤久;成廣隆
• 通讯作者: 成廣隆

高負荷PET製造廃水処理UASBリアクター内保持汚泥のマイクロバイオーム解析

高负荷 PET 生产废水处理 UASB 反应器中滞留污泥的微生物组分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 新島二葉;吉田実桜;山口陽香;蔵下はづき;中原望;延優;成廣隆;野口太郎;山田真義;山内正仁;黒田恭平
• 通讯作者: 黒田恭平

High-rate cotreatment of purified terephthalate and dimethyl terephthalate manufacturing wastewater by a mesophilic upflow anaerobic sludge blanket reactor and the microbial ecology relevant to aromatic compound degradation

• DOI: 10.1016/j.watres.2022.118581
• 发表时间: 2022-05-15
• 期刊: WATER RESEARCH
• 影响因子: 12.8
• 作者: Kuroda, Kyohei;Narihiro, Takashi;Yamada, Masayoshi
• 通讯作者: Yamada, Masayoshi

Highly sensitive and homogeneous detection of unamplified RNA based on the light scattering properties of gold nanoparticle probes

• DOI: 10.1016/j.biosx.2022.100249
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Biosensors and Bioelectronics: X
• 作者: H. Satoh;M. Nakajima;Reiko Hirano;Yuki Nakaya

PET原料製造廃水処理UASB反応器に優占する門レベル未培養系統群の実態解明

阐明PET原料生产废水处理UASB反应器中占优势的门水平未培养菌株的实际状况

• 发表时间: 2023
• 作者: 前田稜太;浦崎幹八郎;久保田健吾;野口太郎;成廣隆;黒田恭平
• 通讯作者: 黒田恭平