炭素回収を超えて：難分解性人為廃棄物の太陽光駆動型浄化プラットフォームとしてのシアノバクテリアのバイオエンジニアリング

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a comprehensive overview of cyanobacterial engineering for remediation researchers seeking to integrate novel biological approaches.

🏢実務担当者:Water treatment and waste management companies may explore cyanobacterial platforms for cost-effective, solar-driven remediation.

🏛政策担当者:Regulators could consider supporting field trials and biosafety frameworks for deploying engineered cyanobacteria in real environments.

シアノバクテリアは、光合成駆動型で遺伝子操作が可能な、次世代環境修復のためのシャーシとしてますます位置づけられており、太陽エネルギー捕捉を能動的な解毒と資源回収に結びつける生きたフィルターとして機能する。本レビューは、重金属、マイクロ・ナノプラスチック、病原体、および難分解性有機汚染物質のシアノバクテリアベースの修復における現在の進展を統合し、特に代謝メカニズム、バイオエンジニアリング戦略、および実用的な環境応用に焦点を当てる。本レビューは、廃水および影響を受けた水域においてシアノバクテリアを展開し、有毒重金属の隔離と回収、ナノ・マイクロプラスチックの捕捉、病原性微生物の減衰、および難分解性有機汚染物質の化学的分解を行うためのバイオエンジニアリングのロードマップを概説する。金属捕捉の分野では、「生体材料」における最近の進展により、シアノバクテリアを再生可能なマトリックスに埋め込み、効率的な除去とその後の回収を可能にしている。Synechocystis などの種に関する機構的知見は、カドミウムおよび関連金属に対する吸着挙動とストレス応答の決定要因を解明し、株改良のための輸送体、排出体、およびキレート化モジュールを含む調整可能な標的を定義している。コバルトとウランの処理は、金属恒常性システムの再配線または Spirulina のようなスケーラブルなバイオマスプラットフォームを用いた高容量バイオソープションの活用により、現在では合理的に設計可能である。金属以外にも、シアノバクテリアの細胞外高分子物質（EPS）は、ポリスチレンのマイクロ・ナノプラスチックを除去するための工学的バイオベース凝集剤として活用されており、ポリマー変換を促進するコンソーシアムベースの設計も出現している。総合すると、これらの進展は、固定化され、センサー誘導され、生物封じ込めされた、モジュール式で現場対応可能なシアノバクテリアプラットフォームの開発を動機づけており、これらは持続可能な光バイオレメディエーションパイプライン内で汚染物質捕捉と循環的回収を統合する。しかしながら、現場規模での検証、環境変動性、生物安全性の考慮、バイオマス管理、経済的実現可能性、および規制上の制約を含む重大な課題が残っている。これらの限界に対処することは、シアノバクテリア修復技術の実用的実装にとって不可欠である。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Cyanobacteria are increasingly positioned as photosynthetically powered, genetically tractable chassis for next-generation environmental remediation-operating as living filters that couple solar energy capture to active detoxification and resource recovery. This review synthesizes current advances in cyanobacteria-based remediation of heavy metals, micro- and nanoplastics, pathogens, and persistent organic pollutants, with particular emphasis on metabolic mechanisms, bioengineering strategies, and practical environmental applications. This review outlines a bioengineering roadmap for deploying cyanobacteria in wastewater and impacted aquatic systems to sequester and reclaim toxic heavy metals, trap nano/microplastics, attenuate pathogenic microorganisms, and chemically degrade recalcitrant organic pollutants. In the field of metal capture, recent advances in “living materials” have enabled the embedding of cyanobacteria in regenerable matrices for efficient removal and subsequent reclamation. Mechanistic insights into species such as Synechocystis have clarified adsorption behavior and stress-response determinants for cadmium and related metals, defining tunable targets including transporters, exporters, and chelation modules for strain improvement. Cobalt and uranium handling can now be rationally engineered by rewiring metal homeostasis systems or exploiting high-capacity biosorption using scalable biomass platforms like Spirulina . Beyond metals, cyanobacterial extracellular polymeric substances (EPS) are being leveraged as engineered bio-based flocculants to remove polystyrene micro- and nanoplastics, while consortia-based designs are emerging to facilitate polymer transformation. Collectively, these advances motivate the development of modular, field-ready cyanobacterial platforms immobilized, sensor-guided, and biocontained that integrate pollutant capture and circular recovery within sustainable photobioremediation pipelines. However, significant challenges remain, including field-scale validation, environmental variability, biosafety considerations, biomass management, economic feasibility, and regulatory constraints. Addressing these limitations will be essential for the practical implementation of cyanobacterial remediation technologies.

• openalex https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1899035first seen 2026-07-22 05:05:16