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研究概要

純粋培養した微生物ではなく、複数の微生物の相互作用（微生物複合系）による、物質生産から環境浄化までに興味を持って研究を行っています。特に、複合系中の各微生物の動態（増減）と物質生産などとの関係を、マイクロバイオームの時系列データ解析により調べる手法を開発し、それを物質生産や環境浄化に役立てています。
現在の主な研究テーマは、「生物ろ過」という、微生物を利用した低コスト・低環境負荷な地下水からの重金属除去法の研究、土壌・地下水汚染の浄化における微生物動態解析、伝統的発酵食品生産工程での微生物動態解析、醗酵水素生産などです。

アドバンテージ

(1) 環境浄化や伝統的醗酵産業など、微生物複合系を用いたバイオプロセスにおいて、個々の微生物の動態を次世代シーケンスでの時系列データを用いて解析する手法を開発しています。この手法は、培養条件の変化に応答する微生物群の特定や、汚染菌の侵入経路の特定、難培養性微生物の培養方法の開発などに役立っています。

(2) 地下水から鉄・マンガンやヒ素を除去する「生物ろ過」による上水処理法は国内外の上水処理場で採用されている低コスト・低環境負荷の重金属除去法ですが、その浄化機構の多くはまだ解明されていません。このように、すでに実用化されている微生物複合系を用いたバイオプロセスにおいて、そのブラックボックスの中身を最新のバイオインフォマティクスも含めた生物工学的手法で解明し、効率化・高機能化に役立てることを目指しています。

事例紹介

・揮発性有機化合物による土壌地下水汚染のバイオレメディエーションにおける微生物群集構造の定量PCRおよび次世代シーケンスによる解析
・重金属を含む地下水の生物学的浄化法における微生物群集構造の次世代シーケンス解析
・金属管の微生物腐食における原因菌の簡易同定
・伝統的醗酵食品製造工程における汚染微生物侵入経路の特定
・次世代シーケンスによる細菌群集動態解析法の開発
などを、企業などと協力して行っています。

主な所属学会

日本生物工学会 / 日本微生物生態学会 / 日本水環境学会

主な論文

『Effect of elevated temperature on cis-1,2-dichloroethene dechlorination and microbial community structure in contaminated soils - A biostimulation approach.』・「Journal of Environmental Chemical Engineering」・2020
『DNA解析からのゴチュジャン膨れ事故原因解明』・「生物工学会誌」・2019
『マイクロバイオームの利用と理解』・「環境バイオテクノロジー学会誌」・2019

主な著書

「地球を救うメタルバイオテクノロジー(3.2.2. 水からの金属除去～上水と廃水～）」成山堂書店 2014
「メタルバイオテクノロジーによる環境保全と資源回収(3-2.微生物群集による鉄・マンガン含有地下水の上水処理とヒ素除去）」シーエムシー出版 2009.3

主な研究機器・設備

リアルタイムPCR装置