次世代の微生物細胞および複合系微生物バイオフィルムの非破壊観察技術の開発

• Project/Area Number: 21658027
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 野村 暢彦 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 准教授 (60292520)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2010: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2009: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 細菌 / バイオフィルム / 構造解析 / 代謝解析 / 微生物複合系

Research Abstract

生物を対象にした分野において、その可視化はとても重要である。現在、その可視化には蛍光タンパク質GFPが寄与しているが、しかし、微生物分野ではその多くが形質転換系が確立されていないためGFPの利用には限界がある。そこで、GFPに依存しないバイオフィルムの新しい可視化技術の開発を行い、申請者グループが開発したバイオフィルムのガス状代謝産物を連続的に観察解析できるAFGAS法に適用することで、あらゆる微生物のバイオフィルム構造とそれによる代謝活性の同時解析を可能にし、バイオフィルム研究の新展開を図ろうとするものである。本成果により、反射を利用したレーザー顕微鏡技術により、あらゆる微生物が非侵襲・非破壊で、さらにバイオフィルム状態でも観察さらに定量が可能となった。まった、バイオフィルムからの気相および液相の代謝産物も経時的に測定可能となった。さらに、微小容量の培養系でも、以上が適用可能であることを報告した。
以上、全く新しい微生物のさらにそれらのバイオフィルムの解析手法の構築に成功した。それは、無処理のため、経時的な観察を可能にし、代謝解析を併せて行うことにより、これまで困難であったバイオフィルムの経時的な3D構造解析と代謝解析を行うことが可能となり、バイオフィルムさらには微生物研究に全く新しい道筋をつけることに成功した。

Research Products

• [Journal Article] Monitoring Biofilm Growth in a Microfludic Device by a Modified Confocal Reflection Microscopy Method. (2010)
  • Author(s): Yawata Y., et. al.
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering Volume: 110 Pages: 377-380
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bacterial Growth Monitoring in a Microfludic Device by Confocal Reflection Microscopy. (2010)
  • Author(s): Yawata Y, et. al.
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering Volume: 110 Pages: 130-133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Circular Dichroism and Circular Polarized Luminescence from a Green Fluorescent Protein-Initial Research for Chiroptical Emission of Biological Materials. (2010)
  • Author(s): Goto H., et. al.
  • Journal Title: International Journal of Polymeric Materials Volume: 59 Pages: 786-792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualizing the Effects of Biofilm Structures on the Influx of Fluorescent Material Using Combined Confocal Reflection and Fluorescent Microscopy. (2010)
  • Author(s): Yawata T., et al.
  • Journal Title: Microbes and Environments Vol25 Pages: 49-52
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 環境中の微生物生態解析技術の開発 (2010)
  • Author(s): 野村暢彦
  • Organizer: 環境バイオテクノロジー学会2010年度大会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2010-06-22
• [Presentation] 環境中の微生物生態解析に向けて:Meta-cellularからsub-cellularまで (2009)
  • Author(s): 野村暢彦
  • Organizer: 東京大学生物生産工学研究センターシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学弥生講演一条ホール(東京都)
  • Year and Date: 2009-12-11