ラクトフェリンが海産養殖固体廃棄物からの硫化物生成と酸生成の同期化のための微生物間電子移動を調節する

科学分野:

• 環境微生物学
• バイオテクノロジー
• 生物地球化学

背景:

• 同期硫化物生成と酸生成（SSA）は、廃棄物処理と資源回収に不可欠です。
• 非効率的な電子移動と代謝の不均衡は、特に硫酸塩リッチな海産養殖固体廃棄物（MSW）におけるSSAのパフォーマンスを妨げます。

研究 の 目的:

• MSW嫌気性発酵におけるSSAのための微生物間電子移動を強化するラクトフェリン（RL）の役割とメカニズムを調査すること。
• SSAの改善のためにRLが微生物群集と代謝経路をどのように調節するかを解明すること。

主な方法:

• 様々なRL濃度のMSWの嫌気性発酵。
• 硫化物および短鎖脂肪酸の収量の分析。
• 細胞外高分子物質（EPS）の電気化学活性の特性評価。
• メタゲノムおよびメタトランスクリプトーム分析。
• 細胞内電子移動経路の調査。

主要な成果:

• RLは、硫化物と短鎖脂肪酸の収量を大幅に改善しました。
• RLはEPSの静電容量と電気化学活性を高め、電子移動を促進しました。
• RLは、ピリの形成、レドックスメディエーター（フラビンおよびシトクロムc）の分泌、および硫酸塩還元酵素への細胞内電子移動を促進しました。
• メタゲノムおよびメタトランスクリプトームデータは、微生物の濃縮とSSA関連遺伝子のアップレギュレーションを確認しました。

結論:

• ラクトフェリンは、微生物電子移動と代謝バランスを強化することにより、SSAの最適化において重要な役割を果たします。
• RLのメカニズムには、EPS特性の調節、電子シャトルの促進、および細胞内経路の活性化が含まれます。
• これらの発見は、廃棄物処理と資源回収プロセスの改善のための生物界面活性剤の応用に新たな洞察を提供します。