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

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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。