熱酸化生物生物の生物科学のバイオフィルムダイナミクスとEPS生産

金属硫化物のバイオリーチングは、このプロセスの初期ステップでバイオフィルム形成が重要である界面プロセスを表しています。50〜90°Cの温度範囲での反応器浸出などのバイオリーチングの技術的アプリケーションでは、（自己加熱）ヒープでも、好熱性のアルカエアが重要な役割を果たし、多くの場合、選択した浸出生物です。それにもかかわらず、これまでのところ、熱酸型の古細菌と黄鉄鉱などの天然鉱物基質との相互作用に関する情報はほとんどありません。特に、Archaeaの細胞外高分子物質（EPS）およびバイオリーチング環境におけるそのバイオフィルムの場合、情報はかなり限られています。現在の研究は、バイオフィルムダイナミクスの調査と熱酸化生理酸アルチア酸塩のEPS生産に焦点を当てていました。DSM 29099バイオリーチング条件下。結果は、バイオフィルムが黄鉄鉱に不均一に分散されていることを示しています。黄鉄鉱の表面の大部分は細胞がないままです。黄鉄鉱からの細胞剥離により、微生物の「フットプリント」が生じ、レクチン結合アッセイに基づいて、マンノース、グルコース、フコース含有化合物で構成されます。2〜4日間のインキュベーションの後、黄鉄鉱に単層バイオフィルムが発生します。さらに、黄鉄鉱の表面は有機化合物の層で覆われています。EPS分析は、タンパク質、多糖類、およびウロン酸の存在を示しており、その組成は基質とライフスタイル（すなわちプランクトン、バイオフィルム細胞）によって異なります。このレポートは、好熱性アルカエアのEPSとバイオフィルム特性に関する洞察を提供し、極端な環境でのミネラルミクロビアルバイオフィルム界面相互作用の理解を向上させます。さらに、古細菌の微生物コンソーシアムの相互作用ダイナミクスに関する結果は、好熱性の生物測定の理解を促進します。

Bioleaching of metal sulfides represents an interfacial process where biofilm formation is important in the initial steps of this process. In technical applications of bioleaching, such as reactor leaching in the temperature range of 50 up to 90 °C and also in (self-heating) heaps, thermophilic archaea play an important role and often are the leaching organisms of choice. Nevertheless, to date there is little information available on the interactions between thermoacidophilic archaea and their natural mineral substrates such as pyrite. Especially for extracellular polymeric substances (EPS) of archaea and their biofilms in bioleaching environments information is rather limited. The present work focused on investigations of biofilm dynamics and EPS production of the thermoacidophilic archaeon Acidianus sp. DSM 29099 under bioleaching conditions. The results show that biofilms are dispersed non-homogeneously on pyrite. Large parts of the pyrite surfaces remain free of cells. Cell detachment from pyrite results in microbial "footprints" which, based on lectin binding assays, consist of mannose, glucose and fucose containing compounds. A monolayer biofilm develops on pyrite after 2-4 days of incubation. In addition, the pyrite surface is covered with a layer of organic compounds. EPS analysis indicates the presence of proteins, polysaccharides and uronic acids, the composition of which varies according to substrate and lifestyle (i.e. planktonic, biofilm cells). This report provides insight into EPS and biofilm characteristics of thermophilic archaea and improves understanding of the mineral-microbial-biofilm interfacial interactions in extreme environments. Moreover, the results on interaction dynamics of archaeal microbial consortia will facilitate the understanding of thermophilic bioleaching.