研究者紹介

廃水処理プロセスに存在する機能未知の未培養微生物群を分離しその生態と機能を明らかにすることで、処理プロセスを安定化・効率化・高度化することを目指す。また、運転管理の指標となる微生物を探索しそのモニタリング手法を開発することで、処理プロセスの不調の予測と安定的な制御を達成する。

廃水処理プロセス内には多種多様な未培養微生物が存在し、処理に影響を与えることが示唆されています。しかし、これらは培養が非常に困難であるため未培養であり、その詳細な機能や生態は明らかになっていません。私は廃水処理の高度化・安定化・効率化を目的として、これら未培養微生物の分離培養と機能・生態解明に取り組んでいます。かつてMinisyncoccota（旧名：candidate phyla radiation、CPR細菌群）は、世界中の廃水処理システムや自然環境で普遍的に検出される最も代表的な未培養細菌門でした。培養と分子生物学的解析手法を組み合わせた独自の培養技術により、我々の研究チームは世界で初めてCPR細菌群に属する極小寄生性細菌の分離培養（宿主との純粋二者培養系の確立）と新種記載に成功し、このCPR細菌群を新門Minisyncoccotaと命名しました。また、分離培養したMinisyncoccus archaeiphilus PMX.108株は、処理を担うメタン生成アーキアに寄生しその活性を低下させ、廃水処理に負の影響を与えることを明らかにしました。

廃水処理プロセス内において処理を担う微生物や、飲料水・環境水中の病原体分析は、処理の安定化や水系感染症の防止のために必要不可欠です。しかし、現行の分析手法は分析に時間を要する、高価な試薬や装置を必要とするという課題があり、これらの手法を用いて実際の水処理場で迅速に微生物分析を行うことは非常に困難です。私はこれまで金属ナノ粒子と分光分析装置を用いた簡便で迅速な微生物の核酸検出手法の開発を行ってきました。開発した手法と技術1で得られた廃水処理プロセス内の微生物叢に関する知見を活かして、処理に影響を与える微生物などを運転管理の指標微生物とし、これらを簡便かつ迅速にモニタリングする手法を開発します。これにより、廃水処理プロセスの不調の予測と安定的な制御を達成します。