視覚的な微生物群集の検出・遺伝子発見・基質代謝解析に不可欠な細胞壁処理技術の開発

Research Project

Project/Area Number	15656126
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Civil and environmental engineering
Research Institution	Nagaoka University of Technology
Principal Investigator	大橋晶良長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70169035)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000) Fiscal Year 2004: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000) Fiscal Year 2003: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	メタン生成古細菌 / 細胞壁処理 / FISH法 / Tyramide signal amplification / 機能遺伝子 / mRNA / CARD-FISH法 / 機能遺伝子mRNA / 高感度FISH法 / 視覚化
Research Abstract	培養によらない微生物の遺伝子発現や代謝解析を行う上で非常に有用な手法の一つにFISH (Fluorescence in situ hybridization)法がある。しかしながらこれまでのFISH法は検出感度が遺伝子発現を解析するには不十分で、より高感度なFISH法、例えばCARD (catalyzed reporter deposition)-FISH法などの適用が考えられる。そこで本研究では、この高感度CARD-FISH法を用いるために必要不可欠な微生物の細胞壁処理方法について検討を行った。これまでにCARD-FISH法が適用されていないメタン生成古細菌に対して、CARD-FISH法を適用するための適切な細胞壁処理方法について検討した。その結果、幾つかのメタン生成古細菌について適切な細胞壁処理方法を酵素的消化により見いだす事ができた。しかしながら検討した全てのメタン生成古細菌について適切な処理方法を見いだす事ができず、酵素処理による細胞壁処理に限界をみた。一方でCARD-FISH法をより高感度にしたtwo-pass TSA-FISH法は、微生物の発現しているmRNAをオリゴヌクレオチドプローブを用いても十分に検出する事が可能である事を見いだし、遺伝子発現解析への布石を築いた。本研究から微生物の遺伝子発現解析を行うためのツールは揃いつつあるものの、それを適用するための前処理である細胞壁処理方法には未だ大きな課題が残っていることが判明した。これを克服する事が、今後の分子生物学的手法による微生物の培養によらない解析方法に一つのブレイクスルーをもたらす事ができると考えられ、今後更に検討を行っていく必要があると考えられる。