「真」に膜ファウリングを誘起する細菌を標的とした未知ファージによる制御技術の創成

使用未知噬菌体创建针对真正引起膜污染的细菌的控制技术

基本信息

批准号：
21J01626
负责人：
滝本祐也
金额：
$ 3.08万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

膜分離活性汚泥法(MBR)は高い廃水処理性能を有しているが、膜ファウリングの発生による膜透過性能の低下が主要な問題である。本研究では、膜ファウリングの原因である膜面のバイオフィルム形成細菌を分離培養することで、それらを特異的に死滅させるバクテリオファージを獲得し、新規の膜ファウリング制御方法を開発することを目的とする。膜面のバイオフィルム形成は、活性汚泥上清に存在する溶存有機物がごく初期に付着し、それらに特定の細菌群が付着することで進行し深刻化する。これまで、MBRの膜面バイオフィルムの16S rRNA遺伝子に基づく解析から、MBR活性汚泥中にはマイノリティであるにもかかわらず、バイオフィルム中に特異的に増加する細菌が存在することが明らかとなってきた。本年度は、MBRの活性汚泥上清に存在する100 kDa以上および300 kDa以上の溶存高分子有機物(膜ファウリングの原因物質)を培養基質として用いて、バイオフィルム中に存在しかつ、高いバイオフィルム形成能を有する細菌の可培養化を試みた。結果として、特にバイオフィルム形成初期に高頻度に検出される細菌である、Melainabacteriaに属する細菌やPlanctomycetotaに属する細菌の集積培養に成功した。さらに、バイオフィルムに棲息する極めて希少なコロニー単離株数種（Myxococcota細菌など）の培養にも成功し、薄く広がるバイオフィルムを形成することが示されたため、初期バイオフィルム形成に重要な働きを担っている可能性が考えられた。また、これらのバイオフィルム形成に関わる細菌を対象としたファージの単離方法を確立した。

膜分离活性污泥法（MBR）具有较高的废水处理性能，但主要问题是膜污染导致膜渗透性下降。在本研究中，我们将分离和培养在膜表面形成生物膜的细菌，这些细菌是膜污染的原因，以获得能够特异性杀死它们的噬菌体，并开发一种控制膜污染的新方法。由于活性污泥上清液中存在的溶解有机物在早期阶段就粘附在膜表面上，并且特定的细菌群也粘附在膜表面上，因此膜表面上的生物膜形成不断发展并变得更加严重。迄今为止，基于MBR膜生物膜的16S rRNA基因的分析表明，MBR活性污泥中存在专门在生物膜中增加的细菌，尽管它们是少数。今年，我们将使用MBR活性污泥上清液中存在的100kDa以上和300kDa以上的溶解性高分子有机物质（引起膜污染的物质）作为培养基质，以增加具有以下能力的细菌：形式。结果，我们成功地富集了属于黑色杆菌和浮霉菌的细菌培养物，这些细菌经常被检测到，尤其是在生物膜形成的早期阶段。此外，我们成功培养了几种生活在生物膜中的极其罕见的菌落分离株（例如粘球菌），并表明它们形成薄的、扩散的生物膜，这在早期生物膜形成中发挥着重要作用。人们认为有可能。那我们还建立了一种分离针对参与生物膜形成的细菌的噬菌体的方法。