Flectobacillus属の糸状化細菌による捕食環境センシング技術の確立

Research Project

Project/Area Number	20K21023
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
Research Institution	Tohoku Gakuin University
Principal Investigator	中村寛治東北学院大学, 工学部, 教授 (90382655)
Project Period (FY)	2020-07-30 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000) Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000) Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000) Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords	糸状化細菌 / 捕食 / センシング / Flectobacillus / 大腸菌 / 蛍光遺伝子 / 薬剤耐性遺伝子
Outline of Research at the Start	本研究では、被食細菌と捕食原生動物の相互関係把握を可能にする、捕食環境（原生動物及びその代謝物を含む）用のセンシング細菌を開発し、相互関係の機構解明に向け、その糸口を見出すことを目指す。環境放出細菌の生残性を決定する機構が明らかになれば、広く環境中での細菌を管理する新たな概念が生まれる。それは環境浄化に留まらず、環境水中へと漏えいした病原性細菌等を管理する手法にもつながると考える。
Outline of Annual Research Achievements	Flectobacillus属細菌の選択的な検出を目指し，昨年度から継続して，Flectobacillus属細菌への蛍光タンパク遺伝子および薬剤耐性遺伝子の染色体への導入を試みた。本年度は，接合する条件（温度や接合用の培地）を変化させて検討を行った。しかしながら，目的の，蛍光タンパク遺伝子および薬剤耐性遺伝子の染色体への導入には至らなかった。これらの実験結果から，Flectobacillus属細菌のみでは，捕食センシング技術確立に向けた検討が困難であると判断した。そこで，対策として標準的な比較菌株を作成し，その標準株と混合して，相対的な被捕食性の検討を開始した。具体的には，昨年度作成したEscherichia coli K-12株の組換え体，２株，Escherichia coli K-12-TGF（緑色蛍光タンパクを保有し、テトラサイクリン耐性）およびEscherichia coli K-12-KRF（赤色蛍光タンパクを保有し、カナマイシン耐性）を利用し，原生動物との接触によって捕食抵抗性を取得する条件検討を行い，捕食抵抗性獲得のプロセス等を明示した。また，本研究成果を基に，論文投稿を行った。現在審査過程にある今後は，2株のFlectobacillus属細菌，Escherichia coli K-12-TGFおよびEscherichia coli K-12-KRFの利用を前提とした捕食実験を行い，総合的な捕食環境評価手法の確立を進めていく。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 昨年度作成した組換え大腸菌２株を基に，捕食耐性獲得条件の検討を行った。その結果，これら大腸菌は，原生動物である鞭毛虫のSpumella sp. TGKK2によって捕食される過程で，捕食抵抗性を獲得することが明らかとなった。一方，Flectobacillus属細菌への目的遺伝子の導入は計画通りに進んでいない。
Strategy for Future Research Activity	Flectobacillus属細菌への遺伝子導入が難しい状況を踏まえ，Escherichia coli K-12株の組換え体を加えて，総合的に捕食環境のセンシングを検討していく。また，Escherichia coli K-12株の組換え体が捕食抵抗性を獲得するプロセスの解析を基に論文投稿を行っており，原稿受理を目指して，査読結果に対応する。