真核・原核微生物の包括的マイクロバイオーム解析による水処理生態系設計への挑戦

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生物学的廃水処理においては原核生物（細菌・アーキア）のみならず原生動物や後生動物、カビなども重要な役割を担っていることはよく知られている。その一方で、細菌に適用する汚泥の前処理方法では原生動物等は形態を維持できず、顕微鏡観察で見過ごされる事や、汚泥中の原生動物群を効率良く簡便に解析できるアンプリコンシーケンス解析手法が無い事など問題点がある。そこで本研究では、サイズ分画による前処理法を開発し、活性汚泥中の微生物の解析を行う手法の開発を行った。まず、各種論文等の調査を行い、廃水処理関連ではサイズ分画による前処理と微生物解析は実施されていない事を確認した。また、湖や海洋サンプルの場合picoplankton、nanoplankton、microplankton、それ以上の多細胞生物と言う分類で解析を行う事があるのを参考に、廃水処理関連でのサイズ分画のフィルター候補を決めた。これまでにバクテリアの微生物群集解析の実績があるラボスケール下水処理試験装置の汚泥を対象に、各種フィルターによりサイズ分画を行い細胞を回収した。このとき、通常の手法では用いないような大口径のフィルターを用いて分画を実施した。その結果、活性汚泥はフロックを形成しているため、かなり大口径のフィルターでもトラップされてしまうことや、希釈および、フロックの分解処理後にフィルター処理をすると細かい分画まで可能となった。また、分画したサンプル中の真核微生物群集の解析を実施したところ、フィルターサイズにより検出される微生物群集に差があることを確認した。特に、細かい分画では、群集構造が他と異なっており、これが分画による影響である事をさらに複数のサンプルの実験で明らかにしていく。