ハイスループット電気化学培養法による電気細菌の同時複数単離法の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Post-Koch Ecology: The next-era microbial ecology that elucidates the super-terrestrial organism system |
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| Project/Area Number |
20H05590
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
岡本 章玄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (70710325)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 電気培養 / フローサイトメトリー / 細胞外電子移動 / ハイスループット電気化学 / 磁性ナノ粒子 / シングルセルソーター / 電極培養 / ハイスループット |
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| Outline of Research at the Start |
最近の研究で、電気細菌や発電細菌と呼ばれる細胞外固体と直接電子のやり取り「Extracellular Electron Transport, EET」を行う細菌が特に熱水噴出孔などの深海生態系において豊富に存在する証拠が得られている。本研究では、深海生態系においてEET を行う細菌がどのくらいいるのか、と言った基本的な問いに答えるため、深海の海水から１細胞ずつ細菌を分けた後に電極上で培養・単離する実験をハイスループットに行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
電気細菌や発電細菌と呼ばれる細胞外固体と直接電子のやり取り「細胞外電子移動(Extracellular Electron Transport, EET)」を行い代謝する細菌が特に熱水噴出孔などの深海生態系において注目されており、電気培養によって未分離の細菌を集積・単離する試みが盛んに行われている。しかし、電気化学測定系の制約 から単離効率が極めて低いという長年の課題があった。本研究では、フローサイトメトリーによって1細菌に分離してから電極培養するハイスループット電気微生物培養法の開発を行なった。これまでに、環境サンプルから電極培養で環境中から電気細菌を単離することに成功したが、９６ウェルプレート上で電流生成が観測されるウェル数が少ないという問題点があった。各ウェルの中央に配置されている電極上に細菌が到達しない場合に電気培養が進まないことが考えられたため、電気細菌表面に選択的に吸着する磁性ナノ粒子を開発した（特許出願済み）。ナノ粒子を用いることで、環境中の電気細菌が濃縮され高い電流生成が示されることを確認した。さらに、ナノ粒子が吸着した後にも細菌が電流生成を行うことが確認できたため、電極培養へ直接アプライできることが示された。今後は、磁性ナノ粒子を用いて電気細菌を濃縮した後に、電極上に磁力で誘導、電気培養を行うことで１細胞電極培養の成功率を高める予定である。加えて、単離した細菌株の新種提唱の論文と電気化学解析を行なった論文の２報を準備中である。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(31 results)
