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w/oドロップレット培養法を用いた微生物バイオマス資化性微生物の獲得

Publicly Offered Research

Project AreaPost-Koch Ecology: The next-era microbial ecology that elucidates the super-terrestrial organism system
Project/Area Number 20H05593
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

野田 尚宏  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (70415727)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
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)
Keywordsw/oドロップレット / 微生物培養技術 / ハイスループット培養技術 / 微生物 / ハイスループットスクリーニング
Outline of Research at the Start

Water-in-oil (w/o)ドロップレットとは連続相がオイル相、分散相が水相であるようなエマルションであり、すなわちオイル相中に浮遊する水滴を指す。本研究ではこのw/oドロップレットを用いた微生物培養技術を駆使することで、微生物バイオマスを資化する嗜好性を持つ微生物群の評価や獲得を目的とする。微生物バイオマスとは本研究においては培養によって増殖した、または環境中にもともと存在する微生物が含有する有機・無機成分を意味する。これを主たる栄養源として増殖できるような微生物の存在や増殖特性等をw/oドロップレット技術を活用して解析を行う。

Outline of Annual Research Achievements

多様な微生物種が存在する環境微生物集団において目的の微生物が数%しか存在していない場合、その目的の微生物種を採取するためには高いハイスループット性を持った培養方法用いることが重要である。特に標的の微生物を分離しようとする場合には個々の微生物を大量の微小空間に区画化して並列的に培養する技術が有効である。そこでwater-in-oilドロップレット培養という微小空間に微生物種を封入して、ハイスループットで簡便に微生物を培養するという方法を用いることで目的の微生物の獲得を目指した。特に、本研究では微生物が死滅した時の要素(微生物バイオマス)を栄養分として増殖できるような微生物を土壌細菌群の中からドロップレット培養技術を用いて獲得することを目指した。大腸菌を破砕した溶液を微生物バイオマスとして使用し、土壌から採取した菌体液とともにドロップレットに封入して培養を行った。
その結果、培養に用いた全ドロップレットのうち0.1-1.0%程度のドロップレットにおいて微生物の増殖が確認された。この内部で微生物が増殖したドロップレットを蛍光検出により選択的に回収し、16S rRNA遺伝子配列を解析したところ、Streptomyces属やAneurinibacillus属の微生物など複数種の微生物の増殖が確認された。これらの結果より、大腸菌を破砕した溶液を栄養源として増殖する微生物が存在するということが示唆された。また全体の0.1-1.0%程度のドロップレットでしか増殖が確認されなかったということから、ドロップレット培養法という極めてハイスループットな培養法を用いることの利点を示すこともできた。以上より、ハイスループットなドロップレット培養法によって、微生物バイオマスを栄養源として増殖可能な土壌細菌を見出すことができた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021

All Presentation (6 results)

  • [Presentation] Microdroplet-based system for cultivation and acquisition of naphthalene-degrading bacteria2022

    • Author(s)
      Chongyang YANG, Kahori KISHIGAMI, Yuri OTA, Tetsushi SUYAMA, Masamune MORITA, Satoko MATSUKURA, Chiho SUZUKI-MINAKUCHI, Kazunori OKADA, Naohiro Noda, Hideaki NOJIRI
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度京都大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境中の細菌からPromA群プラスミドの「天然の宿主」を同定する2022

    • Author(s)
      川北鈴香、山本雪絵、陶山哲志、高木妙子、大田悠理、野田尚宏、金原和秀、新谷政己
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度京都大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Water-in-oilドロップレット培養の多環芳香族炭化水素分解菌群取得への応用2021

    • Author(s)
      岸上佳保里、楊重陽、大田悠里、森田雅宗、松倉智子、陶山哲志、水口千穂、岡田憲典、野田尚宏、野尻秀昭
    • Organizer
      環境バイオテクノロジー学会2021年度大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境細菌からプラスミドの「持ち主」を同定する2021

    • Author(s)
      山本雪絵、陶山哲志、髙木妙子、大田悠里、野田尚宏、金原和秀、新谷政己
    • Organizer
      環境バイオテクノロジー学会2021年度大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Water-in-oil ドロップレットを用いた微生物培養技術の開発2021

    • Author(s)
      野田尚宏
    • Organizer
      グリーンプロセスインキュベーションコンソーシアム(GIC) 2021 年度第 71 回研修セミナー
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] これまで見過ごされてきた広宿主域PromA群プラスミドの性状分析2021

    • Author(s)
      山本雪絵、陶山哲志、髙木妙子、大田悠里、野田尚宏、金原和秀、新谷政己
    • Organizer
      第73回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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