高放射線環境に生息する微生物群集構造解析および優占種の性状解析

高辐射环境下微生物群落结构及优势种特征分析

• 批准号: 22KJ2728
• 负责人: 藁科 友朗
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2728/
• 关键词: 福島第一原子力発電所; 微生物群集構造解析; メタ16S解析; 汚染水; Limobacter; メタゲノム; 電離放射線

2011年に原子力事故が発生した福島第一原子力発電所の原子炉内の調査では，金属表面に錆やバイオフィルム様の物体の存在が確認されたが，これまで微生物を対象とした解析は行われていない．微生物には，金属表面上にバイオフィルムを形成して金属を腐食させる種類が報告されており，建屋内部の微生物の繁殖状況を把握することは，微生物腐食を抑制する手法の提供に役立つ．本研究では，2号機原子炉建屋内のトーラス室汚染水を用いて16S rRNA配列に基づく微生物群集構造解析を行なった．トーラス室汚染水（1.3×10^6 Bq/mL）は，東京電力により①上層・中層域からと，②鉄錆を多く含む最下層部からの２回に分けて採取された．微生物群集構造の結果，汚染水の微生物群集は9割以上がProteobacteriaであり，付近の水系サンプルと比べて多様性指数が低いことが明らかとなった．また，上層から中層域，最下層部を構成している微生物の多くは共通しており，上層から中層域はチオ硫酸塩酸化細菌であるLimnobacterを，最下層部では熱水噴出孔から単離されたBrevirhabdusを中心とする細菌群集の存在を見出した．さらに，微生物群集から生息環境を推定する環境トピック解析を実施したところ，最下層部では海洋環境トピックが約70 %を占める一方で，上層から中層域サンプルでは50 %の割合で排水やバイオフィルム関連トピックが占めた．これらの結果から，2号機原子炉建屋内のトーラス室では，最深部に海水が滞留し，上部には冷却水や地下水などの淡水が流入しバイオフィルムが形成されている可能性が示唆された．共同研究者らと汚染水由来の微生物の単離を試みており，今後ゲノム解析や性状解析を行なう予定である．

In 2011, the atomic accident occurred. Investigation in the atomic furnace of Fukushima Daiichi Atomic Energy Development Institute confirmed the existence of various objects on metal surfaces. However, the analysis of microbial images was carried out. Microorganisms on the surface of metal form a complex of metal decay, the type of report, the status of microbial reproduction inside the building to understand, microbial decay inhibition methods to provide services. In this study, the structure of microbial community in polluted water of No. 2 atomic furnace was analyzed by using 16S rRNA sequence. Tepco's contaminated water (1.3×10^6 Bq/mL) is divided into two parts: the upper and middle layers, and the lower layers. As a result of microbial community structure, microbial communities in polluted water are more than 9 times higher than Proteobacteria, and the diversity index of nearby water systems is lower than Proteobacteria. The upper layer, middle layer and lowest layer constitute the common microbial community, the upper layer, middle layer and sulfuric acid acidifying bacteria, Limnobacter and the lowest layer are the hot water jet holes, Brevirhabdus and the center of bacterial community. In addition, the microbial community is estimated to live in the environment, the lowest part of the marine environment is about 70%, the upper part is about 50%, and the lower part is about 50%. As a result, the possibility of seawater retention in the deepest part of the building room of No.2 atomic furnace and fresh water inflow from the upper part of the building is shown. Co-investigators have tried to isolate microorganisms from contaminated water, and in the future, they will have to analyze the characteristics and conduct predetermined tests.

项目成果

福島第一原子力発電所トーラス室汚染水に由来する微生物群集構造解析

福岛第一核电站环室污染水微生物群落结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 小島知也;寺坂宏一;朝倉浩一;伴野太祐;藁科 友朗，佐藤 朝子，比内 浩，Nurislam Shaykhutdinov，Elena Shagimardanova，森 宙史，齋藤 元文，眞田 幸尚，佐々木 祥人，島田 梢，土津田 雄馬，北垣 徹，丸山 茂徳，Oleg Gusev，鳴海 一成，森田 鉄兵，黒川 顕，戎崎 俊一，西村 昭彦，駒 義和，金井 昭夫
• 通讯作者: 藁科 友朗，佐藤 朝子，比内 浩，Nurislam Shaykhutdinov，Elena Shagimardanova，森 宙史，齋藤 元文，眞田 幸尚，佐々木 祥人，島田 梢，土津田 雄馬，北垣 徹，丸山 茂徳，Oleg Gusev，鳴海 一成，森田 鉄兵，黒川 顕，戎崎 俊一，西村 昭彦，駒 義和，金井 昭夫