Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本申請課題では、細胞膜透過ペプチドとペプチド核酸の融合体であるCPP-PNAを用いた菌叢改変技術を開発し、微生物増殖連関解析に応用する。モデル菌叢を用いた技術開発に始まり、実菌叢中の既知CPP-PNAが有効な微生物への技術適用、有効なCPP-PNA配列が明らかでない微生物への技術適用と徐々に一般化を図り、試験圃場由来の土壌菌叢の微生物増殖連関を明らかにする。
土壌に棲息する微生物たちは、各々の相互作用により巨大なエコシステムを形成し、地球の元素循環や植物の生育を促進する。多くの微生物間相互作用は、微生物の増殖に対して正または負に作用するため、菌叢微生物の増殖連関を知ることが、生態系の理解と制御の第一歩となる。そこで、本申請課題では、菌叢の標的微生物のみを不活化させる菌叢改変技術を開発し、標的微生物の不活化に伴って増殖を変化させる微生物（群）を明らかとするというコンセプトのもと、種々の菌叢改変技術の開発を行った。一つ目の技術として、標的微生物の必須遺伝子mRNAに結合し細胞死を誘導するアンチセンスペプチド核酸（PNA）に、細胞膜の透過作用のあるペプチド（CPP）を付加した複合材料（CPP-PNA）の利用を試みた。Escherichia coli、Pseudomonas putida、Pseudomonas fluorescens、Lactiplantibacillus plantarumの4菌からなる人工菌叢の改変を行った結果、E. coliおよびP. putidaの生育を抑制することに成功した。また、P. putidaの生育抑制に伴いP. flutorescensの増殖が向上し、L. plantarumの増殖が抑制されることがわかった。従って、本技術が微生物の増殖連関を解析する手法としても有効であることが示された。また、微生物に感染し溶菌するバクテリオファージを用いた菌叢改変技術の開発も行った。E. coli、P. putida、Bacillus subtilis、L. plantarumの4菌に感染するファージを土壌や下水から単離し、これらの菌からなる人工菌叢の改変を行った。その結果、4菌の増殖を選択的に抑制することができた。今後、これらの技術を実菌叢に対して利用することで、微生物間の増殖連関が明らかになると期待できる。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2024 2023 2022
All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results, Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results, Invited: 3 results)
Extremophiles
Volume: 28 Pages: 1-12
10.3389/fmicb.2023.1321428
