【研究領域課題番号】19K22922 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

未知スクリーニング分析 / ノンターゲット分析 / 精密質量分析 / 活性汚泥 / 微生物群集構造解析 / 大腸菌

【研究成果の概要】

下水処理場から流入下水と処理水、および活性汚泥を採取し、溶存有機物を高分解能精密質量分析計により化合物種レベルで分析するとともに、有機物分解反応を担う微生物群集について解析した。その結果、微生物群集構造は、流入水組成とは関連性が見いだせなかったのに対し、処理水との関連性が示されたことから、微生物代謝産物としての処理水と微生物組成との関連を示すことができた。また、下水処理水中の有機物のうち、微生物が利用する物質の推定を行う方法を確立することができた。

【研究の社会的意義】

生物学的廃水処理プロセスは、包括的な有機物指標を用いた性能評価を中心とした経験的な運転管理に頼っている。本研究成果により、廃水中の個々の有機物が、処理プロセスにおける個々の微生物により分解され、処理水中の有機物を構成しているという本質的な現象の理解を進めることができた。さらに、複雑な有機物組成の中で、ある微生物が利用する特定の有機物について解析する手法を確立できたことから、今後「誰が、何を分解して何が処理水として残るのか」という問いを明らかにする道筋をつけることができた。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2022-03-31

【配分額】6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)

【研究分野】環境保全対策およびその関連分野

【研究領域課題番号】17K20060 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大腸菌 / 未知スクリーニング分析 / 高分解能質量分析計 / 精密質量分析 / ノンターゲット分析 / ノンターゲットスクリーニング

【研究成果の概要】

環境中において増殖が問題となる微生物が、実際に環境中で用いている有機物を調べるための技術開発を目的とした。本研究では、環境中における大腸菌の増殖を例として行った。環境中で大腸菌が増殖する際に利用する基質を、精密質量分析計を用いた低分子有機物の網羅的分析手法を用いて抽出し、分子式推定を行い、構造推定を試みた。その結果、河川水中の有機物を利用して増殖すること、利用される有機物候補の分子式を示すことができた。環境中の他細菌と有機物の競合が起きている可能性があることも明らかになった。

【研究の社会的意義】

環境中には、多種多様な物質が存在しており、極めて複雑な微生物生態系を作り上げている。環境中において増殖が問題となる微生物が、実際に環境中でどのような有機物を用いて増殖しているのかを調べるための技術を、環境中における大腸菌の増殖を例にとって開発した。精密質量分析計を用いて抽出することで、利用される有機物候補の分子式推定を行うことができた。環境中における大腸菌の増殖因子となる物質を特定することで、水質分析によって大腸菌の増殖を推定する道を拓くことができた。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31

【配分額】6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)