異種間電子伝達が微生物燃料電池生態系の電子フローに与える影響の解明

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微生物燃料電池(MFC)内に電子フローを解明することを目的に研究を遂行した。以下に成果を示した。(1)嫌気的酢酸酸化細菌Geobacterと水素資化性電気生産細菌Hydrogenophagaのみから構成される共培養MFCを構築し、共培養MFC内においてのみHydrogenophaga属細菌の菌数が増加することを確認した。前年度までに得られた成果と総合しHydrogenophaga属細菌がMFC内でGe。bacter属細菌と共生関係にあり、共生における電子運搬体がGeobacter属細菌により生産された水素であることを結論した。(2)独自に開発した細胞外キノンの検出手法を利用して、MFC内に存在するUQ-IQが細胞外に特異的に存在することを明らかにした。また外部から添加された酸化型UQ-10がMFCを構成する微生物群集によって生物的に還元され、同様に還元型UQ-10が四酸化三鉄あるいは炭素電極によって無生物的に酸化されることを見出した。Hydrogenophaga sp. AR20株をモデルに純粋培養MFCを構築しUQ-10を添加することで、電力が大幅に向上することを確認した。これらの成果に基づきUQ-10が新規電子運搬体であることを結論した(論文投稿準備中)。(3)研究過程において分離に成功した電気生産細菌Hydrogenophaga sp. AR20株及びRaoultella sp. 1GB株に対し、分類試験を実施し、種レベルで新規な細菌種であることを明らかにした。電気生産能を有することを意味する種小名"electricum"を考案し、Hydrogenophaga"electricum"およびRaoultella "electricum"と命名し、新種提唱を行った(論文投稿中)。また1GB株については極微量ながらUQ-10を細胞外に生産する性質を有することを見出した。