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極小空間のデザインで実現する未培養微生物獲得手法の革新

研究課題

研究課題/領域番号 26709063
研究種目

若手研究(A)

配分区分一部基金
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関広島大学

研究代表者

青井 議輝  広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (40386636)

研究協力者 Goluch Ed  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2015年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2014年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードナノ・マイクロ成型技術 / 微小ゲル粒子 / マイクロカプセル / 微生物間相互作用 / 分離・培養 / 難培養 / 未培養微生物 / ナノファブリケーション / 分離培養 / ゲルマイクロドロップレット / エマルジョン / マイクロ・ナノデバイス / 環境微生物 / マイクロデバイス / 微生物 / 培養
研究成果の概要

環境中には膨大な未培養微生物が未知・未利用のまま存在していることが知られているが、いまだ従来法に替わる画期的な分離培養手法は開発されていない。そこで、本研究では微小空間をデザインするという新しいコンセプトを導入して2種類の革新的な分離培養手法を開発することを目的とした。まず、1)「実環境中に設置するだけで自動的に分離・培養し、純粋培養株を得る」という今までにないコンセプトを実現するデバイスを開発し、実際に環境中から分離株を得られることを実証した。さらに2)微小ゲル微粒子の油相中での培養手法(ピコリットル培養)の開発においては、油相中で凝集させることで著しく培養効率が上昇することを発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球上には、膨大な数・種類の微生物が存在しているが、それら環境中の微生物の99%以上は未だ培養できないことが知られている。このため、環境微生物の正しい理解に基づく「制御」や「バイオリソースとしての開拓」は、幅広い分野における重要課題であるにも関わらず, そのほとんどが未解明・未利用のまま残されている。一方で、従来法に替わる分離培養手法はほとんど登場していない。したがって、本研究の成果である、新しいコンセプトに基づく新規分離培養手法の開発(分離培養法の革新)は、「環境微生物から得られる情報の質,量」,さらに「バイオリソースとしての可能性」を飛躍的に向上させるブレークスルーになると考えられる。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Northeastern University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Northeastern University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Northeastern University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 培養できない微生物とは?どうしたら培養できるのか?培養手法の革新2016

    • 著者名/発表者名
      青井議輝
    • 雑誌名

      環境バイオテクノロジー学会誌

      巻: 16 ページ: 59-64

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Why does growing "in situ" allows recovery of fastidious microbial types from nature?2018

    • 著者名/発表者名
      Dawoon Jung, Koshi Machida, Yoichi Nakao, Tomonori Kindaichi, Akiyoshi Ohashi, Yoshiteru Aoi
    • 学会等名
      日本微生物生態学会32回大会/10th ASME
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fully automated microbial cultivation technique by Nano-constriction2018

    • 著者名/発表者名
      Dawoon Jung, Yoshiteru Aoi
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Miniscule space designing for microbial cultivation2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Aoi
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第32回大会/10th ASME
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] なぜ多くの微生物は培養困難なのか?休眠・覚醒現象から迫る2018

    • 著者名/発表者名
      青井議輝
    • 学会等名
      バイオインダストリー協会”未来へのバイオ技術”勉強会、微生物・覚醒
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiple advanced cultivation techniques for isolation of fastidious microorganisms associated with the marine sponge2017

    • 著者名/発表者名
      Dawoon Jung, Koshi Machida, Yoichi Nakao, Tomonori Kindaichi, Akiyoshi Ohashi, Yoshiteru Aoi
    • 学会等名
      The 9th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 難培養性微生物とは何か?どうしたら培養できるのか?2017

    • 著者名/発表者名
      青井 議輝
    • 学会等名
      日本臨床腸内微生物学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 培養手法の革新:難培養性微生物の正体と資源としての可能性2017

    • 著者名/発表者名
      青井 議輝
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境中の微生物を自動的に“捕え”て“分離”する革新的分離培養手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      植田 雄人, Tandogan N, Goluch E, 金田 一智規,大橋 晶良,青井 議輝
    • 学会等名
      第52回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 微生物を自動的に“捕え”て“分離”する革新的分離培養手法2016

    • 著者名/発表者名
      植田雄人, Dawoon Jung, Nil Tandogan, Edger D Goluch , 金田一智規, 大橋晶良, 青井議輝
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第31回大会
    • 発表場所
      横須賀
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 分離培養手法の革新-難培養性微生物の正体と可能性2016

    • 著者名/発表者名
      青井議輝
    • 学会等名
      第28回微生物シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Letting microorganisms escape from loneliness and grow2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Aoi, Yuki Takagi, Tomonori Kindaichi, Akiyoshi Ohashi
    • 学会等名
      16th International Symposium on Microbial Ecology
    • 発表場所
      モントリオール(カナダ)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An innovative cultivation method that enable isolating pure culture automatically2016

    • 著者名/発表者名
      5.Yuto Ueda, Nil Tandogan, Edgar Goluch, Tomonori Kindaichi, Akiyoshi Ohashi1, Yoshiteru Aoi
    • 学会等名
      16th International Symposium on Microbial Ecology
    • 発表場所
      モントリオール(カナダ)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 培養できない微生物の正体と培養手法の革新2016

    • 著者名/発表者名
      青井議輝
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2016
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Letting microorgasnism escape loneliness and grow2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Tagagi,Tomonori Kindaichi, Akiyoshi Ohashi, Yoshiteru Aoi
    • 学会等名
      第30回日本微生物生態学会
    • 発表場所
      土浦
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 培養困難な微生物の獲得とその意義2015

    • 著者名/発表者名
      青井議輝
    • 学会等名
      第18回日本水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 微生物の分離培養方法及び凝集体含有溶液2015

    • 発明者名
      青井議輝、高木雄貴、大橋晶良
    • 権利者名
      青井議輝、高木雄貴、大橋晶良
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-196882
    • 出願年月日
      2015-10-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2023-03-23  

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