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地熱サイトからの金属バイオ変換のためのバクテリア群集の探索
Prospecting bacterial consortia from a geothermal site for metals biotransformation.
PMID: 32676947 DOI: 10.1007/s10532-020-09906-x.
抄録
Los Azufres（メキシコ）の地熱サイトにある噴気孔に生息するバイオマットを菌体とし、好気性および硫酸還元性細菌群を選抜し、六価クロム[Cr(VI)還元能を研究し、バイオ変換技術への利用を目指した。サンプルサイトは、わずかに暖かい（ほぼ27[式：本文参照]C）、酸性（pH3）、約低酸素（溶存酸素量1.8 mg L[式：本文参照]）の条件を特徴としています。4つの培養系（好気性2つと嫌気性2つ）について、それらの酵素活性、バイオフィルムを生成する能力、および総細菌数の分析を含めて調査した。嫌気性条件（硫酸塩と硫黄を電子受容体として使用）では、4つのpH値（2から8まで）と4つの炭素源（ピルビン酸、グリセロール、乳酸Naと酢酸Na）をプローブした。有意な生物学的六価クロムの除去は、すべてのpH値で観察され、特に最初の12時間では、最も酸性の条件でより効果的であった。pH値が4で、炭素源としてピルビン酸を使用した場合、100 mg L[式：本文参照]のCr(VI)は12時間以内に完全に除去されたが、乳酸Naを使用した場合は効果は低かったが、それでも合理的であった。これらの結果は、今回研究したような地熱サイトの硫酸還元細菌群集が六価クロムを生物変換する能力を持ち、金属バイオレメディエーション技術を提供する可能性を秘めていることを示している。
Biomats that flourished in a fumarole located on the geothermal site Los Azufres (Mexico) were used as inocula to select aerobic and sulfate-reducing bacteria consortia for studying their capacity to reduce hexavalent chromium [Cr(VI)], aiming to use these consortia in biotransformation technologies. The sample site is characterized by slightly warm (nearly 27 [Formula: see text]C), acid (pH 3) and about hypoxic (1.8 mg L[Formula: see text] of dissolved oxygen) conditions. Four culture systems (2 aerobic and 2 anaerobic) were investigated, including their enzymatic activity, capacity to produce biofilms, and an analysis of the total bacterial populations. For the anaerobic condition (using sulfate and sulfur as electron acceptors), four pH values (from 2 to 8) and four carbon sources (pyruvate, glycerol, Na-lactate and Na-acetate) were probed. Significant biological Cr(VI) removal was observed for all the pH values probed, particularly during the first 12 h, being more effective at the most acid conditions. At a pH value of 4 and using pyruvate as carbon source, 100 mg L[Formula: see text] of Cr(VI) were completely depleted in less than 12 h, while the use of Na-lactate was less effective but still reasonable. These results indicate that sulfate-reducing bacteria consortia from geothermal sites like the one studied here are capable of biotransforming Cr(VI) and have the potential to provide metal bioremediation technologies.