微生物細胞の解体屋―新規物質循環プロセスの解明と革新的なバイオマス処理技術の開発

微生物细胞拆解机：阐明新材料循环过程和开发创新生物质加工技术

• 批准号: 22K18046
• 负责人: 平片 悠河
• 金额: $ 2.91万
• 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 Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18046/
• 关键词: メタン発酵; 嫌気性消化; 廃棄物系バイオマス; 下水汚泥

本研究では、我々が集積培養に成功した微生物細胞を自身の周りに凝集させ、直接高速で分解する微生物の実態解明を行うとともに、これらの微生物細胞分解細菌を利用した革新的なバイオマスの可溶化・消化促進技術の開発を目的としている。2022年度は、(1)微生物細胞分解細菌の能力解明、(2)微生物細胞分解細菌の分離培養の試みの2項目について研究を実施した。(1) について、死菌細胞を基質としたプラーク法を行い、分解可能な細菌種を調査した結果、グラム陰性細菌 (Bacteroides属)とグラム陽性細菌（Micrococcus属）の両方を分解できることが明らかとなった。さらに、抗生物質の耐性を調査した結果、トブラマイシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、スペクチノマイシン、ストレプトマイシンの５種の抗生物質を培地に添加してもプラークの形成が確認されたため、様々な抗生物質に耐性を持つことが明らかとなった。今後は、抗生物質の添加とプラーク法を繰り返すことで微生物細胞分解細菌の分離培養を行っていく。(2)において、すでに集積している培養系に加えて、嫌気性排水処理汚泥から採取したサンプルを中温(30-40度)にて死菌細胞を基質とした液体培養を行い、プラーク法を行った結果、形成されたプラーク中に系状性の細菌が優占していることが確認された。このプラークを採取し希釈培養を行った結果、Bacteroidota門の新属となる種を分離することに成功した。分離培養した菌株について、死菌細胞の分解能力を調査したところ、グラム陽性・陰性細菌に加え酵母も分解できることが明らかとなり、中温を至適条件とする微生物細胞分解細菌の分離培養に成功した。

The aim of this study is to develop a novel solubilization and digestion promotion technology for microbial cells that are successfully cultured in aggregates and directly decomposed at high speed. In 2022, the research on (1) the ability of microbial cells to decompose bacteria and (2) the isolation and culture of microbial cells to decompose bacteria was carried out. (1)The results of investigation of possible bacterial species, decomposition of negative bacteria (Bacteroides genus) and positive bacteria (Micrococcus genus), were obtained by using the method of "dead bacterial cell matrix" and "decomposition of positive bacteria". 5 kinds of antibiotic substances were added to the culture to confirm the formation of resistance to antibiotics. In the future, the addition of antibiotics and the separation and culture of microbial cells will be carried out. (2)In addition, the accumulation of sludge in the culture system, the removal of toxic wastewater treatment sludge, the collection of medium temperature (30-40 ℃), the removal of dead bacteria cells, the substrate and the liquid culture process, the formation of medium temperature and the preferential occupation of systematic bacteria were confirmed. The results of the culture and isolation of new species of Bacteroidota were successful. Isolation and culture of bacterial strains, investigation of decomposing ability of dead bacteria cells, isolation and culture of microbial cells decomposing bacteria with positive and negative bacteria, addition of yeast decomposition, medium temperature and appropriate conditions