PO-237:

バイオオーグメンテーション法による塩素化エチレン類汚染土壌の浄化現場における微生物ゲノム情報に基づく生態系影響評価に関する研究

【目的】本研究では、塩素化エチレン類であるトリクロロエチレン(TCE)及びcis-1,2-ジクロロエチレン(cis-1,2-DCE)で汚染された土壌・地下水を対象にしたTCE/cis-1,2-DCE分解菌Rhodococcus jostii RHA1を導入するバイオオーグメンテーション法の実証試験を行い、次世代シークエンサー(NGS)を利用した微生物生態系の多様性評価を行った。また、導入したRHA1株の消長とTCE/cis-1,2-DCE分解に関与すると推定される遺伝子の発現量の変化を解析した。
【実験方法】TCE/cis-1,2-DCEにより汚染されたサイトに注入井戸1ヶ所及び観測井戸３ヶ所の設置を行った。ファーメンターによる通気攪拌条件でRHA1株の純粋培養を行い、遠心分離で集菌後にリン酸ナトリウム緩衝液に懸濁したRHA1株(約1.0×10¹⁴個)を酸素と共に注入井戸へ導入し、注入直後、注入1日後、6日後、19日後に注入井戸より地下水1Lをサンプリングした。また、コントロールとして注入30日前に同様に地下水をサンプリングした。採取したサンプルからDNA及びRNAの抽出を行い、更にRNAについては ribosomal RNAを除去し、cDNAの合成を行った。塩基配列の決定は、Illumina社 Hiseq 1000 systemにより実施した。微生物叢の解析は、メタゲノム解析用パイプラインであるMG-RASTを利用した。また、RHA1株の発現量解析については、CLC genomics workbench(CLC Bio Japan社) を利用した。
【結果】メタゲノム解析によるPCoA 解析を行ったところ、注入直後において急激な微生物叢の変化が観察されたが、時間の経過とともにRHA1株の菌数が減少し、それに伴い微生物叢が添加前の状態へ回復する傾向が観察された。また、メタトランスクリプトーム解析により遺伝子発現量の継時変化について検証を行った結果、RHA1株においてTCE/cis-1,2-DCE分解に関与すると推定されるビフェニル酸素添加酵素群bphA1,etbA1,ebdA1の高い発現が確認され、菌数の減少とともに発現量が低下することが観察された。

keywords:メタゲノム解析,メタトランスクリプトーム解析,バイオオーグメンテーション,バイオレメディエーション,次世代シークエンサー(NGS)