下水処理内原生動物ー細胞内古細菌共生の実態解明と操作による固形性有機物分解能向上

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本研究は、最適なメタン生成古細菌を細胞内共生させることで嫌気性原生動物を活性化し、都市下水処理UASB槽内で高密度に維持することで、UASB法において問題となる固形性有機物の分解促進と汚泥減容化を達成する技術を開発することを目的としている。本年度は、前年度からのメタン生成古細菌が嫌気性原生動物細胞内に共生する詳細な培養条件の解明を目的とした調査を引き続き行なった。今年度は、前年度に分離培養することに成功した嫌気性原生動物の細胞内に共生していたメタン生成古細菌(Methanobacterium sp.)と共生メタン生成古細菌を除去した原生動物（共生除去株）の共培養実験を行なった。最適な共生条件を検討するため、様々なpH、培養温度、基質条件、基質濃度での共培養実験を行なったが、どの培養系においても細胞内共生の構築は確認できず、過去に試験したメタン生成古細菌と同様に原生動物細胞内に一時的に取り込まれるが、長期間にわたって培養すると細胞内から消失した。そこでより詳細に原生動物とメタン生成古細菌の相互作用を理解するために、共生メタン生成古細菌のゲノム解析とメタトランスクリプトーム解析を行い、自由生活状態と細胞内に共生した状態における代謝の違いを調査した。その結果、代謝に関与する遺伝子群の多くは細胞内に共生している状態と自由生活の状態で有意な変化が見られなかった。そのため、共生メタン生成古細菌は共生状態・非共生状態にかかわらず、その生活様式を変えていないことが明らかとなり、細胞内共生は原生動物側の状態によって発生することが示唆された。