上記の結果は、ベトナム国家大学ハノイ校（VNU-Hanoi） 理学部が主導し、同校微生物学・バイオテクノロジー研究所および韓国科学技術研究院（KIST）の専門家らと共同で実施したプロジェクト「汽水養殖池における病原性ビブリオ菌の存在を現場で制御するためのバイオ電気化学技術の応用に関する研究」の成果です。
この研究では、汽水養殖池における病原性ビブリオ菌の増殖を抑制する生物電気化学モデルを確立した。
このプロジェクトは、汽水養殖モデルに統合された電気化学的バイオシステムの潜在能力を評価し、水と底質中のビブリオ菌の増殖を抑え、動作パラメータを最適化し、最終的には実際の条件下でのパイロット規模のアプリケーションモデルを開発することに重点を置いています。
科学的な概観と生産慣行に基づき、汽水養殖池で最も一般的かつ危険な病原細菌であるビブリオ属、特に発光病と急性肝膵壊死を引き起こす2つの病原体であるビブリオ・ハーベイと腸炎ビブリオを特定することが課題です。
化学物質や抗生物質の使用制限がますます厳しくなる中、ビブリオ菌の生存と増殖に不利な負の酸化還元電位と低pHの陽極環境を作り出すことができるバイオ電気化学技術が選択された。陽極環境における病原菌に対するBESの阻害効果に関する国際的な科学的知見は、本研究を実施する上で重要な基盤となった。
生物電気化学システムは、ビブリオ菌の密度が最も高いモデルの底部に陽極を、水面近くに陰極を配置するように設計されました。この配置は、膜レスBESシステムの動作原理に基づいており、電気化学細菌が増殖し、安定した活性を維持することで電流を発生させ、池の酸化還元電位を変化させます。実験では、電極の位置、陽極と陰極の距離、外部抵抗値を調整することで、ビブリオ菌の抑制に最適な条件を特定しました。必要に応じて、ポテンショスタットを用いて陽極電圧を印加することで、作用メカニズムのより詳細な評価が可能になりました。
研究プロジェクトは、実験モデルの確立、細菌の電気化学的濃縮、 V. harveyiおよびV. parahaemolyticus の処理能力の評価、阻害プロセスの性質の解明、動作パラメータの最適化、パイロット モデルの構築という 6 つの主要領域を対象としています。
実験の結果、安定運転時、電気化学システムは水中および底泥中のビブリオ菌密度を低減できることが示されました。その効果は陽極および陰極の酸化還元電位に明確に依存しています。基質濃度、pH、電極位置、外部抵抗の変化はいずれも阻害度に違いを示し、原位置ビブリオ処理における最適なパラメータの決定に貢献しました。
パイロットモデルは、北部の汽水養殖地域の実際の池の水を使用して構築されました。（イメージ）
実験室で得られた結果に基づき、北部の汽水養殖池の実際の水を用いたパイロットモデルが開発されました。このモデルにより、システムの自然条件への適応性、特にオショロコマエビの健康への影響、既存または新規のビブリオ菌の減少効果、そして池内の有益細菌への影響を評価することができます。これは、実用化に先立ち、本技術の実現可能性を判断する上で重要なステップとなります。
このミッションの成果は、構造が簡単で、運用コストが低く、寿命が長く、池の環境を乱すことなく現場で病気を治療できるという電気化学バイオテクノロジーの利点を活用した、水生病害防除への新しいアプローチの基礎を築きました。
この技術の応用が成功すれば、病気を抑制し、抗生物質への依存を減らす必要性がますます高まっている状況において、農家に効果的で持続可能なツールを提供することが期待されます。
出典: https://mst.gov.vn/ung-dung-cong-nghe-sinh-dien-hoa-kiem-soat-vi-khuan-vibrio-trong-ao-nuoi-thuy-san-nuoc-lo-197251211125407475.htm
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