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低密度ポリエチレン（LDPE）表面をコロニー化したISJ14株のバイオフィルム形成と生分解活性に関する特性調査
Characteristics investigation on biofilm formation and biodegradation activities of strain ISJ14 colonizing low density polyethylene (LDPE) surface.
PMID: 32671274 PMCID: PMC7341359. DOI: 10.1016/j.heliyon.2020.e04398.
抄録
人口の増加と産業の発展に伴い、プラスチック製品の使用量が大幅に増加しています。ポリエチレンはゆっくりと分解して有害物質を発生させるため、環境からプラスチックを排除することが必須条件となっています。この問題を解決するためには、プラスチックの生分解が有効であると考えられています。そこで本研究では、廃棄物処理場から分離された細菌ISJ14株（登録番号MG554742）のLDPE分解能に着目した。さらに、バイオインフォマティクスツールを用いて、分離株の16S rDNAの安定性を調べた。生分解研究のために、ポリエチレンフィルムをBushnell Hass broth (BHM)とMinimal Salt medium (MSM)の2種類の増殖培地で37℃、180rpmで60日間培養した。さらに、総タンパク質含量の定量化とともに、菌体の疎水性と生存率も行った。微生物の分解は、電界放出走査型電子顕微鏡（Fe-SEM）およびフーリエ変換赤外分光光度計（FTIR）を用いて、官能基の強度の変化およびカルボニル指数の上昇とともに、ポリエチレン表面の表面修飾および亀裂の形成によって確認された。これらの結果から、ISJ14株はLDPE廃棄物処理に適した候補株であり、健康や環境に悪影響を及ぼすことはないことが明らかになった。
The accelerated population and industrial development have caused an extensive increase in the use of plastic products. Since polyethylene degrades slowly generating poisonous compounds, therefore, elimination of plastic from the environment is the prerequisite requirement today. Biodegradation of plastics seems to be a convenient and effective method to curb this problem. In view of this, the present study focuses on LDPE degradation capability of bacterial strain ISJ14 (Accession No. MG554742) isolated from waste dump sites. Further, the stability of 16S rDNA of the isolate was determined by applying bioinformatics tools. For biodegradation studies, the polyethylene films were incubated with the culture of ISJ14 in two different growth medium namely Bushnell Hass broth (BHM) and Minimal Salt medium (MSM) for 60 days at 37 °C on 180 rpm. In addition, hydrophobicity and viability of bacterial isolate along with quantification of total protein content was also done. The microbial degradation was confirmed by surface modification and formation of fissures on polyethylene surface along with the variation in the intensity of functional groups as well as an increase in the carbonyl index using field emission scanning electron microscopy (Fe-SEM) and Fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR). These results indicate that strain ISJ14 can prove to be a suitable candidate for LDPE waste treatment without causing any harm to our health or environment.
© 2020 The Author(s).