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未知・未培養微生物の検出・モニタリングを可能にする新規視覚的検出技術の開発

Research Project

Project/Area Number 13J09874
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Civil and environmental engineering
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

山口 剛士  長岡技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
KeywordsFISH法 / 視覚的検出技術 / HCR法 / 原核生物 / 環境微生物 / hybridization chain reaction
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は、平成25年度に開発を行った酵素を用いない新規高感度FISH法を純粋菌株及び環境微生物中のmRNAに適用させた。
まず、標的mRNAを選定し、プローブの設計を行った。設計したプローブの適用可能性は、Clone-FISH法を用いて確認した。その結果、設計したプローブは、1塩基ミスマッチを識別できる高い特異性を有していることが明らかとなった。
次に、標的mRNAを発現させた純粋菌株を用いて純粋菌株中のmRNAの視覚的検出を試みた。その結果、標的微生物から蛍光が確認できた。さらに、プローブを用いていない系、非標的微生物を用いた系からは蛍光が得られなかった。その結果から、標的微生物から得られた蛍光は、本手法のプローブ由来であると判断した。
最後に、平成25年度で微生物群集を明らかにしたバイオリアクター内に生息する標的微生物のmRNAの視覚的検出を試みた。まず、スライド上で実験操作を行ったが、菌体数が少なく、また土壌等の不純物から非特異的な得られた。そこで、フィルター (pore size : 3.0 μm) を用いて不純物を除去し、フィルター (pore size : 0.2 μm) を用いて菌体の回収を行った。その結果、多くの菌体をフィルターに留めることに成功した。そのフィルターに対して本手法を適用させた結果、菌体以外から非特異的な蛍光があるのものの一部の菌体から蛍光が得られた。また、プローブを用いない系、交雑条件が厳しい実験条件では菌体から蛍光が得られなかった。これらの結果から、本研究で開発を行った本手法は微生物中のmRNAの視覚的検出技術として適用できることが明らかとなった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] In situ DNA-HCR: A facilitated in situ hybridization chain reaction system for the detection of environmental microorganisms.2015

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Hiroyuki Imachi, Masanobu Takahashi, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi and Kengo Kubota.
    • Journal Title

      Environmental microbiology

      Volume: 印刷中 Issue: 7 Pages: 2532-2541

    • DOI

      10.1111/1462-2920.12745

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] トルエンガス処理に用いたDHSリアクター内の微生物群集構造解析2013

    • Author(s)
      山口剛士, 中村将一郎, 幡本将史, 田村英輔, 谷川大輔, 川上周司, 加藤薫, 長野晃弘, 山口隆司
    • Journal Title

      土木学会論文集G(環境)

      Volume: 69

    • NAID

      130004962540

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Modification of in situ DNA-HCR protocol for speedy detecting environmental microorganisms2015

    • Author(s)
      山口剛士, Bernhard M. Fuchs, 川上周司, 幡本将史, 久保田健吾, Rudolf Amann, 山口隆司
    • Organizer
      第49回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      金沢, 日本
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素反応を必要としない新規高感度FISH法による環境微生物のmRNAの視覚的検出2015

    • Author(s)
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 久保田健吾, 荒木信夫, 山口隆司
    • Organizer
      第49回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      金沢, 日本
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境微生物の細胞壁タンパク質を検出するアプタマーの開発2015

    • Author(s)
      柿内涼太, 川上周司, 山口剛士, 山田剛史, 山口隆司
    • Organizer
      第49回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      金沢, 日本
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素反応を必要としない蛍光増幅技術を用いた環境微生物のmRNAの視覚的検出2014

    • Author(s)
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 久保田健吾, 荒木信夫, 山口隆司
    • Organizer
      2014環境微生物系合同大会
    • Place of Presentation
      浜松, 日本
    • Year and Date
      2014-10-21 – 2014-10-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素反応を必要としない蛍光増幅技術 (HCR法) を用いた環境微生物のmRNAの視覚的検出方法の開発2014

    • Author(s)
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 久保田健吾, 荒木信夫, 山口隆司
    • Organizer
      平成26年度全国大会 第69回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪, 日本
    • Year and Date
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Applicability of in situ DNA-HCR for the detection of Archaea in anaerobic sludge2014

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Kengo Kubota, Hiroyuki Imachi, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi.
    • Organizer
      15 th International Symposium on Microbial Ecology (ISME15)
    • Place of Presentation
      Soul, Korea
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] In situ visualization of key function protein in prokaryote by in situ DNA-HCR2014

    • Author(s)
      Kyohei Omiya, Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, kengo Kubota, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi.
    • Organizer
      15 th International Symposium on Microbial Ecology (ISME15)
    • Place of Presentation
      Soul, Korea
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] In situ visualization of mRNA in prokaryote by using in situ DNA-HCR2014

    • Author(s)
      Kyohei Omiya, Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi.
    • Organizer
      The 3rd International GIGAKU Conference in Nagaoka (3rd IGCN)
    • Place of Presentation
      長岡, 日本
    • Year and Date
      2014-06-20 – 2014-06-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素反応を用いない高感度in situ HCR法による環境微生物のmRNAの視覚的検出技術の開発2014

    • Author(s)
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 久保田健吾, 中村明靖, 荒木信夫, 山口隆司
    • Organizer
      第48回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城)
    • Year and Date
      2014-03-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境微生物のmRNAを標的とした酵素反応を用いない高感度FISH法の開発2014

    • Author(s)
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 中村明靖, 荒木信夫, 山口隆司.
    • Organizer
      第41回土木学会関東支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      アオーレ長岡(新潟)
    • Year and Date
      2014-03-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] In situ HCR法による環境微生物の多重染色法の検討2014

    • Author(s)
      山口剛士, 川上周司, 幡本将史, 中村明靖, 荒木信夫, 山口隆司
    • Organizer
      第41回土木学会関東支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      アオーレ長岡(新潟)
    • Year and Date
      2014-03-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] In situ DNA-HCR : an in situ detection technique for visualizing microorganisms with low rRNA contents and low cell permeability2014

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Akinobu Naka mura, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi
    • Organizer
      The ESCANBER symposium 2014
    • Place of Presentation
      ホテルニューオオタニ長岡(新潟)
    • Year and Date
      2014-03-03
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] トルエンガス処理に用いたDHSリアクター内の微生物群集構造解析2013

    • Author(s)
      山口剛士, 中村将一郎, 幡本将史, 田村英輔, 谷川大輔, 川上周司, 加藤薫, 長野晃弘, 山口隆司
    • Organizer
      第50回環境工学研究フォーラム
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2013-11-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] In situ HCR法を応用させた原核生物の新規mRNA検出技術の開発2013

    • Author(s)
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 中村明靖, 山口隆司
    • Organizer
      第31回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
    • Place of Presentation
      ハイブ長岡(新潟)
    • Year and Date
      2013-11-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規蛍光増幅技術(HCR)法を用いた高感度FISH法の開発2013

    • Author(s)
      山口剛士, 川上周司, 幡本将史, 久保田健吾, 高橋優信, 井町寛之, 荒木信夫, 山口隆司
    • Organizer
      日本水環境学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      琉球大学(沖縄)
    • Year and Date
      2013-11-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] トルエンガス処理DHSリアクター内の微生物群集構造解析2013

    • Author(s)
      山口剛士, 中村将一郎, 幡本将史. 田村英輔, 谷川大輔, 川上周司, 加藤薫, 長野晃弘, 山口隆司
    • Organizer
      第68回土木学会年次学術講演会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉)
    • Year and Date
      2013-09-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Detection of Archaea in an up-flow anaerobic sludge blanket reaction by in situ hybridization chain reaction-fluorescence in situ hybridization2013

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Masanobu Tak ahashi, Kengo Kubota, Hiroyuki Imachi, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi
    • Organizer
      The 13th World Congress on Anaerobic Digestion (AD13)
    • Place of Presentation
      Santiago de Compostela (Spain)
    • Year and Date
      2013-06-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] In situ HCR-FISH : an in situ technique fro detecting microorganisms with low rRNA contents and low cell permeability2013

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi
    • Organizer
      The 2nd International GIGAKU Conference in Nagaoka (2nd IGGN)
    • Place of Presentation
      長岡技術科学大学(新潟)
    • Year and Date
      2013-06-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 微生物燃料電池による廃水処理システムの最前線, 微生物検出向け新規高感度FISH法の開発(第1編 第2章 第2節)2013

    • Author(s)
      山口隆司, 山口剛士, 幡本将史, 中村明靖, 川上周司, 久保田健吾
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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