海洋細菌を利用したアスベストの無害化

科学技術

アスベスト材料は、その強度と耐熱性によりかつてはさまざまな産業で広く使用されていた天然鉱物のグループですが、健康被害をもたらすことで有名です。 アスベストの使用は大幅に減少しているものの、米国ではこの鉱物は禁止されておらず、アスベストを含む建物の改修や取り壊しの際に人々がアスベストにさらされる可能性は依然としてある。

フィラデルフィア学区のいくつかの学校がアスベスト検査に不合格だったために閉鎖されたとき、この危険は身近なところで起こった。 ペン氏は学区に1億ドル（10年間で年間1000万ドル）を寄付し、公立学校の建物におけるアスベストや鉛を含む環境上の危険を修復するために使われることを約束した。 しかし、アスベストに対処するには、より優れた修復オプションが必要です。

今回、ペンシルバニア大学地球環境科学部の研究者らは、極限の海洋環境に生息する細菌にはアスベストを無毒化する可能性があることを示した。 『Applied and Environmental Microbiology』誌に掲載された彼らの研究は、海洋微生物が、これまでに試験された菌類や土壌細菌よりもアスベストのバイオレメディエーションに適した候補である可能性を示唆している。

「私たちは、より安全に廃棄したり、二次原料として再利用したりするために、これらの鉱物の毒性を下げる方法を模索することで、アスベストのバイオレメディエーション研究を拡大したいと考えていました」と、上級著者で極限環境微生物の研究を専門とする地球環境科学の助教授イレアナ・ペレス・ロドリゲス氏は言う。深海の微生物。

これを行うために、ペレス・ロドリゲス氏は、アスベスト鉱物の特徴について長い歴史を持つレト・ジエレ氏と協力しました。 彼らは、これらの極限環境微生物は無機化合物を使用し、自然環境内のさまざまな鉱物と相互作用するため、アスベストのバイオレメディエーションの良い候補になる可能性があると考えました。

研究チームは、吸入すると危険となるアスベスト鉱物の2つの側面、つまり材料の発がん性作用の主な原因となる鉄分と、炎症を引き起こす繊維構造という2つの細菌種に焦点を当てた。 。

アスベストを解毒する微生物の能力をテストするために、研究者らはアスベスト鉱物も入った液体が満たされた小さな瓶の中で微生物を60℃または75℃（微生物の好む温度）で7日間培養した。 この期間を通じて、研究者らは液体培地のサンプルを採取して細胞の増殖と化学組成の変化を追跡し、電子顕微鏡を使用して鉱物構造の変化を調べました。 彼らは、代謝の一部として鉄を使用する D. palaeochoriense が、アスベストを成長に使用しながら、アスベストから一部の鉄を効果的に除去できることを発見しました。 しかし、この鉄の除去は、その毒性の一部の原因である鉱物の全体的な繊維構造を変化させなかった。

「これは、非常に危険な鉱物を摂取し、危険性を軽減する段階的なプロセスです」とペレス・ロドリゲス氏は言う。 「鉄に伴う化学反応性を排除することで鉱物の毒性を下げることができますが、繊維構造はまだ残っているため、次の問題は『どうやって形状を分解するか』ということです。」

アスベスト鉱物はケイ酸塩主鎖で構成されており、これまでの研究では、この主鎖からケイ素イオンとマグネシウムイオンを除去すると、その繊維構造が破壊される可能性があることが示されています。 ここで 2 番目の細菌である T. アンモニフィカンスが登場しました。

「これらの微生物がバイオフィルムにケイ素を組み込んでいることを顕微鏡で見ることができます」とペレスロドリゲスは言う。 「通常、バイオフィルムについて考えるとき、私たちはある種のぬるぬるした粘液のことを思い浮かべますが、この場合のバイオフィルムは実際には非常に硬いものです。 彼らは基本的に岩でできた小さな家を作っているのです。」

研究者らは、T.アンモニフィカンスは、縮れた繊維を持つ「蛇紋石」アスベストからはシリコンを蓄積するが、まっすぐな針状の繊維を持つ「角閃石」アスベストからはシリコンを蓄積できないことを発見した。 「これは、それぞれのアスベスト鉱物に関連する独特の化学組成と結晶構造を考慮すると、画一的な解決策としてアスベスト治療に取り組むことの難しさを浮き彫りにしています」とペレス・ロドリゲス氏は言う。