| Project/Area Number |
23K27051
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| Project/Area Number (Other) |
23H02358 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42010:Animal production science-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
西山 啓太 東北大学, 農学研究科, 准教授 (40756029)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北澤 春樹 東北大学, 農学研究科, 教授 (10204885)
生井 楓 東北大学, 農学研究科, 特任助教 (60893857)
西山 依里 株式会社ファスマック, バイオ研究支援事業部, 研究員(移行) (60615673)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
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| Keywords | 腸内細菌 / 養豚 / エコフィード / 代謝産物 / 飼料 / 家畜 / 食品廃棄物 |
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| Outline of Research at the Start |
エコフィードは、食品廃棄物を利用し製造される飼料であり、家畜の生産性向上や食品資源の有効活用のみならず、飼料自給率の向上を図るうえで重要な取り組みである。本研究では、ブタ由来腸内細菌と食品廃棄物を培養し、培養液に含まれる生理活性物質の探索を基盤に、ブタの生理機能に及ぼす影響を評価し、機能性エコフィードの開発につなげる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
食品バイプロダクトを有効活用した家畜飼料「エコフィード」は、コスト削減や嗜好性に加えて家畜の健全育成に適した飼料として畜産現場で活用されている。しかし、それらが宿主の生体恒常性に及ぼす影響や作用機序については不明な点が多い。本研究では、腸内細菌による食品成分の分解・代謝により生じる代謝産物を探索するとともに、豚小腸由来細胞を用いて、得られた代謝産物に含まれる生理活性物質の探索と評価に取り組む。本研究の目的は、腸内細菌の代謝を介した食品バイプロダクトの家畜飼料としての利用価値向上と、家畜の健全育成を目指した機能性飼料への応用展開を目指す。
本年度は、ブタ糞便培養による食品残渣の培養と候補物質の探索を実施した。複数の農場から入手したブタ糞便を種菌とした培養槽に、植物性の食品残渣を添加し嫌気的に培養した。得られた培養液の細菌叢解析と質量分析計による代謝産物解析を実施した。
糞便培養を実施するための培地や培養条件を最適化した。また、細菌叢と短鎖脂肪酸の組成を指標として、本試験系に適した食品バイプロダクトの組み合わせを決定した。農場ごとに細菌叢構成は顕著に異なったが、添加した食品バイプロダクト依存的な細菌叢の変化がいずれの糞便においても認められた。また、培養液のメタボローム解析から、複数の化合物で顕著な変化が生じ、特にトリプトファンに関連した芳香族化合物の増加が認められた。以上より、食品バイプロダクトのブタ糞便培養による試験系の確立とそこから生じる代謝産物の挙動を明らかにすることが出来た。今後は、得られた候補物質が宿主消化管に及ぼす影響を豚小腸由来細胞を用いて評価し、さらに特定化合物の代謝変換に寄与する細菌の同定にも取り組む予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ブタ糞便の培養条件を決定し、さらに培養液のメタボローム解析から候補物質を選定することができた。以上より、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、得られた候補物質の機能性評価をブタ小腸由来培養細胞を用いて行うとともに、化合物の代謝にかかわる腸内細菌や酵素の探索に取り組む。さらに、飼育環境の異なるブタ糞便を用いて比較解析をすることで、効率よく研究課題を遂行できると考える。
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