(57)【要約】【課題】気体中の硫化カルボニル（ＣＯＳ）を分解する細菌及び、その分解方法を提供する。【解決方法】マイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌の、Mycobacterium sp. JK30株、Mycobacterium sp. SGM01株、Mycobacterium sp. SGM02株、Mycobacterium sp. SGM07株、及び、Mycobacterium sp. SGM016株、から選ばれる少なくとも１種以上のマイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌を培養して得られた培養菌体またはその菌体処理物を含む土壌を、気体中の硫化カルボニルと接触させ分解する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化カルボニルを分解し得るマイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌。
【請求項２】
Mycobacterium sp. JK30株、Mycobacterium sp. SGM01株、Mycobacterium sp. SGM02株、Mycobacterium sp. SGM07株、及び、Mycobacterium sp. SGM016株である、請求項１に記載の、マイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌。
【請求項３】
マイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌を培養して得られた培養菌体、または、その菌体処理物を含む土壌を、接触させることにより、気体中の硫化カルボニルを分解する方法。
【請求項４】
マイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌が、Mycobacterium sp. JK30株、Mycobacterium sp. SGM01株、Mycobacterium sp. SGM02株、Mycobacterium sp. SGM07株、及び、Mycobacterium sp. SGM016株、から選ばれる少なくとも１種以上である、請求項３に記載の、気体中の硫化カルボニルを分解する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気体中に存在する硫黄化合物である硫化カルボニルの分解細菌と、気体中の硫化カルボニルを分解する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
硫化カルボニルは対流圏において、最も量的に多い硫黄系ガスであり、地表付近には平均的な濃度で亜硫酸ガスの５倍量に相当する、約５００ｐｐｔｖ程度存在する。又、他の硫黄系ガスより安定であり、例えば、亜硫酸ガスの滞留時間が１日程度に対し、硫化カルボニルは１年半近く滞留する。このため、対流圏中より成層圏まで達する割合も多く、対流圏から長い時間をかけて成層圏へ移動されるが、成層圏３０Ｋｍの地点の濃度は約５ｐｐｔｖまで低下することが知られている。このことは、硫化カルボニルは対流圏より成層圏にまでに達する間に、紫外線によって光分解され、その結果硫黄分は酸化され最終的には硫酸イオンとなり、成層圏の硫酸エアロゾル形成の原因となる。
【０００３】
硫化カルボニルの主な供給源として、土壌中や海洋の微生物からの排出物、あるいは、火山噴火によるものや、海水中の硫酸イオンが植物プランクトンの体内で還元され排出されたジメチルスルフィイドの酸化による、自然から発生するものと、工場から排出された二硫化炭素や、バイオマスや化石燃料の燃焼ガス中から発生する、人間活動に起因するものがあり、全体の約２０％は人間活動に伴うものであると言われている。このため、今後も化石燃料等の使用が増大する限り硫化カルボニルの対流圏への放出は増加することが予想される。
【０００４】
製鉄業におけるコークス炉・高炉ガス、石油精製業における種々の発生ガス、さらに種々の産業における煙道ガス等の乾式法によるガス中の硫化カルボニルの除去方法として、吸収剤として鉄化合物の担体に第１級アミンであるジグリコールアミンを担持させたものを用いることにより、ガス中の硫化カルボニルを吸収除去する方法は知られているが、硫化カルボニル濃度としては１００ｐｐｍｖ程度の高濃度を想定している。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−９４１０号公報
【０００６】
有害物質による汚染環境の浄化・修復の手段としてバイオレメディエーションの実用化が求められており、純粋培養したCO−utilizing bacteria, Peptostreptococus products U-1が、２０，０００ppmvという非常に高濃度の硫化カルボニルを分解した報告はある。
【０００７】
【非特許文献１】Vega, J.L., K.T. Klasson, D.E. Kimmel, E.C. Clausen and J.L. Gaddy、 "Sulfur Gas Tolerance and Toxicity of CO-Utilizing and Methanogenic Bacteria" 、Applied Biochemistry and Biotechnology,、24/25,、329 -340、1990。
【０００８】
しかしながら、対流圏の存在する硫化カルボニルの濃度、５００ｐｐｔｖ程度の非常に低い濃度においても硫化カルボニルを分解する機能を有する微生物は知られていない。
【０００９】
又、硫化カルボニルガスには皮膚や目に対する刺激作用があるので、生命体が対流圏の平均的濃度より高い濃度の硫化カルボニルの環境に置かれた場合には、生命体に何らかの悪い影響を与えると考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
対流圏中に存在するような、低濃度の硫化カルボニルでも分解可能な、硫化カルボニル分解細菌と、気体中の低濃度の硫化カルボニルを分解する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、硫化カルボニルを分解するマイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌を提供する。
【００１２】
Mycobacterium sp. JK30株、Mycobacterium sp. SGM01株、Mycobacterium sp. SGM02株、Mycobacterium sp. SGM07株、及び、Mycobacterium sp. SGM016株、である、前記のマイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌を提供する。
【００１３】
マイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌を培養して得られた培養菌体、または、その菌体処理物を含む土壌を、接触させることにより、気体中の硫化カルボニルを分解する方法を提供する。
【００１４】
Mycobacterium sp. JK30株、Mycobacterium sp. SGM01株、Mycobacterium sp. SGM02株、Mycobacterium sp. SGM07株、及び、Mycobacterium sp. SGM016株、から選ばれる１種以上のマイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌を培養して得られた培養菌体、または、その菌体処理物を含む土壌を、接触させることにより、気体中の硫化カルボニルを分解する方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
空間の硫化カルボニル濃度を、引き下げることができる。又、硫化カルボニルを排出する燃焼装置の排気系に設置して、硫化カルボニルの排出量を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明者は、土壌環境中の硫化カルボニル分解細菌について、広い知見を得る目的で、硫化カルボニル分解細菌の単離を試みた結果、森林土壌から採取した土壌中に、硫化カルボニル分解する微生物があることを見出した。
【００１７】
単離方法は以下の通りである。トリプトン、ソイペプトン、および土壌抽出液を主成分とする寒天培地上に、土壌希釈液を接種し、形成されたコロニーを単離した。単離菌株に対し、密封されたPYG斜面培地（ペプトン、酵母エキス、グルコースを含む培地）上において、３０ｐｐｍｖの硫化カルボニルの分解能力を、無菌培地と比較することで判断した。硫化カルボニル濃度の経時変化はＦＰＤ−ＧＣを使用しを定量した。
【００１８】
本発明者は、単離した微生物を同定するため、微生物の系統樹を作るときによく用いられる保存性の良い遺伝子の一つである１６ＳｒＤＮＡに着目した。１６ＳｒＤＮＡは、進化速度が遅いので進化系統樹の作成に適しており、タンパク質との複合体を作り、リボソームを作る。微生物を培養しＤＮＡを抽出し、その中の１６ＳｒＤＮＡを増幅させて遺伝子解読を行い、微生物の、遺伝子系統解析を行った。
【００１９】
単離した、従属栄養細菌１１２株の内３１株において、硫化カルボニル分解活性がみられた。１６ＳｒＤＮＡの塩基配列の解析結果より、Actinobacteriaに帰属されるマイコバクテリウム（Mycobacterium ）属細菌であり、Mycobacterium sp. JK30株、Mycobacterium sp. SGM01株、Mycobacterium sp. SGM02株、Mycobacterium sp. SGM07株、及び、Mycobacterium sp. SGM016、の５株が同定された。
【００２０】
Mycobacterium sp. JK30株を試験管内の寒天培地上で培養した後、密栓し、３０ｐｐｍｖの硫化カルボニルを含む空気と３０℃で接触させた。硫化カルボニル濃度は大幅に減少し、１時間後には硫化カルボニル（ＣＯＳ）濃度が初期より８０％以上も削減し、硫化カルボニル分解活性が見られた、図１。
【実施例】
【００２１】
オートクレーブを使用して１２１℃／３０分間の滅菌処理を行った滅菌土壌をシャーレに入れ、森林土壌から単離した硫化カルボニル分解細菌のうち活性の高い菌株、Mycobacterium sp. JK30株、Mycobacterium sp. SGM01株、及びMycobacterium sp. SGM02株の各々の培養液を、この滅菌土壌に接種し、各々を２５℃で１０日間暗所に培養後、接種当日と１０日後の細菌数を数え細菌数の増殖度を調べた。前記の菌の接種した土壌入りシャーレを５Ｌアルミニウムバッグに入れ、バック内を無菌空気に置換後、密封し、２５℃の暗所に静置した。密閉したアルミバックより、１０時間ごとに、３００ｍｌの気体を採取し、この気体を液体酸素で冷却・濃縮し、濃縮した濃縮物を加熱導入器を装備したＦＰＤ−ＧＣ装置を使用し硫化カルボニル濃度を定量した。滅菌した土壌のみの系と、土壌なしの系を対称サンプルとした。
【００２２】
（比較例）
土壌細菌である、Ralstonia sp. JK08, Mycobacterium aurum JCM6366及び、Williamsia sp. KF431の各々の培養液を使用したほかは、実施例と同様な手順により、細菌の数の変化と硫化カルボニル濃度の変化を測定した。
【００２３】
図２は、実施例での、実験開始時の対流圏中の約５００ｐｐｔｖの硫化カルボニル（ＣＯＳ）濃度の、時間の経過による濃度変化を示す図である。Mycobacterium sp. JK30株では、対流圏濃度の硫化カルボニル濃度を２００ｐｐｔｖ近くまで減少させた事が分かる。図３は、１０日間の培養で、実施例に使用した硫化カルボニル分解細菌の増殖を示す図である。１０日後の菌の密度が１０9個レベル以上に増加し、十分な硫化カルボニル分解機能を発現させることが分かる。
【００２４】
滅菌土壌単独の場合では、硫化カルボニル濃度が時間の経過と共に増加しており、滅菌土壌からは硫化カルボニルが発生していることが分かる。しかしながら、硫化カルボニル分解細菌を含む土壌が存在した系では、初期の硫化カルボニルの濃度をほぼ維持、あるいは減少させた。つまり、本発明の硫化カルボニル分解細菌を接種した土壌の系では、対流圏中の硫化カルボニルおよび無菌土壌から発生する硫化カルボニルに相当する分の硫化カルボニルを分解する特性を発現していることが分かる。
【００２５】
図４は、上記比較例での、本発明以外の土壌細菌を含む土壌の系における、対流圏濃度の約５００ｐｐｔｖの硫化カルボニル（ＣＯＳ）の濃度変化を示す図であり、図５は、１０日間でのこれら土壌細菌の増殖を示す。比較例の３種類の細菌では、減菌土壌と同様な硫化カルボニル濃度の増加を示し、硫化カルボニル分解機能は示していないことが分かる。
【００２６】
表１は、細菌種による硫化カルボニル分解活性を示す表である。本発明の細菌が、土壌中に存在する場合でも、硫化カルボニルの分解機能を発現することが分かった。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
培地の栄養源としては通常用いられているものが広く用いられる。炭素源としては利用可能な炭素化合物であればよく、例えば、グルコースなどが使用される。窒素源としては利用可能な窒素化合物であればよく、例えばペプトン、ポリペプトン、肉エキス、酵母エキス、大豆粉、カゼイン加水分解物、などの有機栄養物質も使用できる。又、塩化アンモニウムのような無機窒素化合物も使用できる。
【００２９】
そのほか、リン酸塩、炭酸塩、マグネシウム、カルシウム、カリウム、ナトリウム、鉄、マンガン、亜鉛、モリブデン、タングステン、銅、ビタミン類、などが必要に応じて用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の細菌を培養した培地に、３０ｐｐｍｖの硫化カルボニルを接触させた場合の、硫化カルボニル濃度の変化を示した図である。
【図２】実施例での、本発明の細菌を培養した土壌を、対流圏濃度の硫化カルボニル（ＣＯＳ）に接触させた場合の、硫化カルボニルの濃度変化を示した図である。
【図３】実施例での、本発明の細菌を、滅菌土壌に接種し、２５℃で１０日間暗所で培養後の、土壌中での菌の増殖を示す図である。
【図４】比較例での、土壌細菌を培養した土壌を、対流圏濃度の硫化カルボニル（ＣＯＳ）に接触させた場合の、硫化カルボニルの濃度変化を示した図である。
【図５】比較例での、土壌細菌を、滅菌土壌中に接種し、２５℃で１０日間暗所に培養後の、土壌中での菌の増殖を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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