微生物が互いに電子をやり取りする未知の「電気共生」を発見

微生物が互いに電子をやり取りする未知の
「電気共生」を発見
平成２４年６月５日
科学技術振興機構（ＪＳＴ）
東京大学
東京薬科大学

詳細は、リンクを参照して下さい。

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　ＪＳＴ 課題達成型基礎研究の一環
として、ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業
ＥＲＡＴＯ型研究「橋本光エネルギー変換
システムプロジェクト」
（研究総括：橋本 和仁）の加藤 創一郎
研究員（現　産業技術総合研究所　研究員）
と渡邉 一哉　グループリーダー
（現　東京薬科大学　教授）は、微生物が
導電性金属粒子を通して細胞間に電気を
流し、共生的エネルギー代謝を行うことを
発見しました。

　本プロジェクトでは、クリーン
エネルギー分野において期待される
微生物燃料電池注１）の研究開発を行って
きました。

　微生物燃料電池はバイオマスから
電気エネルギーを生産するプロセス
として、また省エネ型廃水処理プロセス
として有望であり、世界中で活発に
研究開発が進められています。

　しかし、微生物がなぜ人工的な電極に
電子を流す能力を持っているかについては
不明でした。

　本研究では、環境中にも電極や電線が
存在し、微生物が電子のやり取りをして
いるのではないかと考え、２種の
土壌微生物（ゲオバクターとチオバチルス）
が共生しているところに、環境中に普遍的
に存在する導電性酸化鉄注２）
（マグネタイト）粒子を添加したところ、
従来の共生的代謝に比べて代謝速度が
１０倍以上に上昇することを発見
しました。

　このことは、導電性酸化鉄中を電子が
流れ、２種の微生物の代謝が促進された
ことを意味しています。

　環境中には多様な微生物が生息し、
それらの間にはさまざまな相互作用が
あると予想されています。

　しかし、パスツールにより開発された
単離・純粋培養技術を基盤に発展してきた
現代の微生物学において、微生物間の
相互作用に関する知見は非常に限られて
います。

　本研究の成果は、環境中の微生物の
未知の共生関係を解き明かすものとして、
また微生物燃料電池やバイオガス生産注３）
を高効率化するための基盤として、幅広く
インパクトを及ぼすものと考えられます。

　本研究は、東京大学 大学院工学系研究科
応用化学専攻 橋本研究室、および
東京薬科大学 生命科学部 生命エネルギー
工学研究室（渡邉教授）との共同で
行われました。

　本研究成果は、米国科学雑誌
「米国科学アカデミー紀要（ＰＮＡＳ）」
のオンライン速報版で２０１２年６月４日
の週（米国東部時間）に公開されます。
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ふ～ん。
いろいろありますね。

＞得られた結果は、環境中の微生物の
＞共生関係を説明するものとして、また
＞バイオエネルギープロセスの高効率化の
＞礎として、広くインパクトを及ぼすもの
＞でした。
＞今後は、導電性ミネラルを利用する
＞微生物に関する知見を深めるとともに、
＞微生物燃料電池やバイオガス
＞生産プロセスの高効率化に応用して
＞いきたいと考えています。

微生物燃料電池やバイオガス生産プロセス
は、まだまだ実用にはほど遠いですが、
持続可能であり、将来性があると思って
います。

早く、実用に供するものが開発されると
良いですね。