微生物の嫌気呼吸機能を活用する環境修復技術のための基盤研究

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人間の生活および生産活動の結果、地球の表層部で起こった環境汚染は、時間経過に従って好気環境から嫌気環境に拡散し、遂には地下水に至り、人間生活に重篤な悪影響を及ぼすことになる。本研究では、生物界で微生物のみが有する嫌気呼吸機能を活用した環境修復技術を開発するために必要な微生物の機能要素を探索・抽出している。(1)好気および嫌気条件を組み合わせた新たなETBE分解系の構築自然界の試料を集積して得た嫌気性(脱窒)微生物コンソーシアによるETBE分解では、約50%のETBE分解率(ETBE初期濃度、0.1%)を得るのに2ヶ月を要した。このコンソーシアから得たHyphomicrobium属およびOchrobactrum属細菌を培養して添加したところ、分解速度は幾分向上した。これは、これらの菌株が、ETBE分解の中間代謝物を除去することによるものと考えられる。このコンソーシアは植継ぎを繰り返しても脱窒条件下で安定にTEBEを分解した。DGGE法によってETBE分解に直接関わる菌株を調べたが、特定には至らなかった。(2)ETBEおよび関連物質の微生物分解機構自然界の試料を集積して、微好気性(酸素濃度10%)のETBE分解微生物コンソーシアを得た。これは、1ヶ月間の培養で0.1%のETBEをほぼ完全に分解した。培養の途中で、分解中間体であるtert-ブタノールの一過的な蓄積が認められた。DGGE法と菌株単離の両方から、ETBEの分解にはRohodococcus属細菌が関与していることを明らかにした。本菌株の純粋培養によっても、微好気条件でETBEが分解されることを認めた。さらに、このコンソーシアから分離した上記のBacillus属細菌を培養して添加したところ、分解速度は2倍に向上し、15日間でほぼ完全にETBEを分解することができた。、Rhodococcus属細菌とBacillus属細菌の混合培養によっても、ETBEの効率的分解を再現できた。