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Development of next generation single cell analysis ttechnology for monitoring the live bacterial cells in environment microorganisms.

Research Project

Project/Area Number 18K04414
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research InstitutionNagaoka National College of Technology (2021)
Anan National College of Technology (2019-2020)
Nagaoka University of Technology (2018)

Principal Investigator

Kawakami Shuji  長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (00610461)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsシングルセル解析 / 遺伝子工学的手法 / シングルセル / アプタマー / cell-SELEX / 環境微生物 / SELEX / 未培養微生物 / DNAアプタマー / 微生物解析技術
Outline of Final Research Achievements

This study has successfully developed a technique for monitoring viable microorganisms using aptamers. Aptamers can be detected in a phylogenetically narrow or broad range. Aptamers with such properties could be used to arbitrarily determine the target microorganisms and track them in a manner that does not involve DNA extraction. In this study, we examined the application to real-time PCR, and we believe that the application to flow cytometry will lead to the isolation and cultivation of uncultivated microorganisms. Further progress in this research is expected.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アプタマーによる生菌検出技術が開発されることで、複数種の微生物同士による競合、共生の様子など、時間を追って変遷していく微生物の生態をモニタリングですることが可能になる。また、環境中の任意の微生物を生菌状態でラベル化できれば、マニュピレーター等で回収すれば分離培養につなげることも可能となる。この様なコンセプトで利用できるシングルセル解析技術は今のところなく、本研究はシングルセル解析を次のステージに押し上げる極めて重要な技術になると思われる。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Single Cell Imaging and Sequencing-Based Detection of Microorganisms Using Highly Sensitive Fluorescence In Situ Hybridization (FISH)2020

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yamaguchi & Shuji Kawakami
    • Journal Title

      Marine Ecology: Current and Future Developments

      Volume: 2 Pages: 161-176

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel approach for toluene gas treatment using a down-flow hanging sponge (DHS) reactor2018

    • Author(s)
      T. Yamaguchi, S. Nakamura, M. Hatamoto, E. Tamura, D. Taniwaka, S. Kawakami, A. Nakamura, K. Kato, A. Nagano and T. Yamaguchi
    • Journal Title

      Applied Microbiology and Biotechnology

      Volume: 102 Issue: 13 Pages: 5625-5634

    • DOI

      10.1007/s00253-018-8933-5

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生物学的廃水処理内の硝化菌を標的とする機能性核酸分子の選別と機能性評価2021

    • Author(s)
      岡﨑祐輝, 川上周司, 大門裕之, 山田剛史
    • Organizer
      第55回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 生物学的廃水処理プロセス内の硝化菌を特異的に識別する機能性核酸分子の選別2020

    • Author(s)
      岡﨑祐輝, 川上周司, 大門裕之, 山田剛史
    • Organizer
      令和2年度公益社団法人日本水環境学会中部支部研究発表会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 分離株のない細菌種からDNAアプタマーを合成する新規SELEX法の開発2020

    • Author(s)
      川上周司, 北野晴哉, 山口剛士, 渡利高大, 幡本将史, 山口隆司, 山田剛史
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report 2019 Research-status Report
  • [Presentation] 嫌気的硫黄酸化反応が発生する条件における中間代謝物の調査2020

    • Author(s)
      野間拓也, 幡本将史, 渡利高大, 山口隆司, 荒木信夫, 川上周司, 青木仁孝
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会
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  • [Presentation] 嫌気的硫黄酸化反応進行時のUASBリアクター内における微生物菌叢解析2020

    • Author(s)
      小林直央, 幡本将史, 牧慎也, 渡利高大, 山口隆司, 川上周司, 荒木信夫, 押木守
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会
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  • [Presentation] 微細藻類-細菌共生系プロセスとバッフルドリアクターによる新規窒素除去システムの開発2020

    • Author(s)
      福島巧己, 渡利高大, 幡本将史, 牧慎也, 山口隆司, 押木守, 川上周司
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会
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  • [Presentation] DHS-緩速ろ過システムによる開発途上国向けの生活用水浄化プロセスの開発2020

    • Author(s)
      渡利高大, 石川千遥, Nguyen Thu Huong, 川上周司, 山口隆司
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Miseqを用いた合併浄化槽の細菌群集構造解析2019

    • Author(s)
      川上周司, 石川千遥, 西岡卓馬, 幸泉有里
    • Organizer
      第33回全国浄化槽技術研究集会
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  • [Presentation] タイ国都市スラムにおける飲料水中のトリハロメタン含有量の実態調査2019

    • Author(s)
      石川千遥, 川上周司
    • Organizer
      令和元年度土木学会四国支部研究発表会
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  • [Presentation] UASBリアクターにおける硫黄酸化遺伝子に着目した微生物解析2019

    • Author(s)
      小林直央, 川上周司, 幡本将史, 牧慎也, 渡利高大, 惣中英章, 山口隆司, 荒木信夫, 押木守
    • Organizer
      第53回日本水環境学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Selection of DNA Aptamers Targeting Environmental Bacteria Cells2019

    • Author(s)
      Sofia Imana, S. Kawakami, T. Yamaguchi, T. Yamada, T. Watari, S. Maki, M. Hatamoto, T. Yamaguchi
    • Organizer
      第53回日本水環境学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 機能性核酸分子によるアンモニア酸化細菌のオンサイト検出技術の開発2019

    • Author(s)
      萩原達也,川上周司, 大門裕之,山田剛史
    • Organizer
      第53回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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