2016 Fiscal Year Annual Research Report
Microorganisms in a Confined Environment
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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15H05946
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| Research Institution | Osaka Ohtani University |
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Principal Investigator |
那須 正夫 大阪大谷大学, 薬学部, 客員教授 (90218040)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
槇村 浩一 帝京大学, 公私立大学の部局等, 教授 (00266347)
杉田 隆 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (10312076)
山口 進康 大阪府立公衆衛生研究所, 衛生化学部, 主任研究員 (20252702)
一條 知昭 大阪大学, 薬学研究科, 助教 (20513899)
嶋津 徹 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 主幹研究開発員 (20639158)
谷 佳津治 大阪大谷大学, 薬学部, 教授 (50217113)
堀 克敏 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50302956)
山崎 丘 帝京大学, 公私立大学の部局等, 講師 (70301174)
中谷 肇 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80456615)
藤山 英保 鳥取大学, 農学部, 特任教授 (90108796)
内井 喜美子 大阪大谷大学, 薬学部, 助教 (90469619)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 閉鎖環境 / 微生物動態 / 微小重力 / 遺伝子伝播 / バイオフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．「高度に管理されたモデル空間におけるMicrobial worldの解明」
（１）厳密な基準のもとに高度に管理された環境である医薬品製造施設を対象とした微生物群集の網羅解析を行った。施設内の管理区域における浮遊微生物、壁面付着微生物の現存量は16S rRNA遺伝子を標的とした定量的PCR法により測定し、群集構造はNGSによるアンプリコンシークエンシング法により解析した。その結果、付着微生物数は、これまでにISS「きぼう」で進めてきた細菌モニタリングと同様に、定量限界以下で管理されていた。また、細菌群集構造においてはISSと同様に、医薬品製造施設の微生物群集は、主にヒト由来の微生物により構成されていることがわかった。
２．「微小重力下における微生物の生存戦略」
（１）標準菌株を用い、微小重力下における形質転換、形質導入、接合を介した細菌の遺伝子獲得能について検討した。その結果、遺伝子伝播頻度は通常重力環境と有意な差はなく、微小重力環境においても細菌の遺伝子獲得能は維持されることがわかった。
（２）今年度は凝集塊形成が付着に与える影響を検討した。ブラウン運動によるエネルギーとその粒子の運動エネルギーが付着のドライビングフォースとなると仮定したところ、理論上粒子径の大きい方が付着に有利であることがわかった。そこで、モデル菌株を用いた実際の実験において確認した。その結果、10 um以上の粒径のものが付着しやすいことが示された。
（３）擬似微小重力下におけるMalasseziaとヒト角化細胞（NHEK）の相互作用を検討したところ、NHEKから炎症性サイトカインの産生が認められたことから、微小重力下ではMalasseziaは皮膚に対して炎症を誘導する可能性が示唆された。
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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
平成２８年度の研究実施計画として、（１）モデル環境としての医薬品製造施設を対象とした微生物群集の解析を推し進めるとともに、（２）JAXA閉鎖環境適応訓練設備を用いた有人実験の被験者から採取された皮膚微生物検体の微生物叢を解析する、（３）微小重力の遺伝子伝播への影響については、接合や形質導入についても検討し、（４）バイオフィルム形成については、微小重力下での凝集塊の成長における運動エネルギーおよびブラウン運動の影響について数理モデルを提唱し、実験によりモデルの検証をおこなうことを挙げていた。
（１）については、医薬品製造施設を対象とした環境微生物の解析を実施し、微生物叢に関する情報を得ることができており、（２）についてはNGSを用いた解析を進めている。（３）（４）については、研究実績の概要に記した通り、当初の目的を達成している。総合して、本研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度より、遺伝子伝達、バイオインフォマティクス等を専門にする研究者を連携研究者として追加し、研究を加速させる。
平成２９年度の研究計画は以下の通りである。
１．「高度に管理されたモデル空間におけるMicrobial worldの解明」
モデル環境としての医薬品製造施設を対象とした微生物叢の網羅解析をさらに推し進めるとともに、JAXA閉鎖環境適応訓練設備を用いた有人実験の被験者から採取された皮膚微生物検体の微生物叢（細菌および真菌）を網羅的に解析し、ヒトと微生物との関係について検討する。これまではDNAを指標とした解析であったが、平成２９年度はRNAを指標とした解析を実施し、微生物の活性についての検討を開始する。
２．「微小重力下における微生物の生存戦略」
擬似微小重力下のバイオフィルム形成及び遺伝子伝播解析に、両者を統合した解析系での研究を推し進める。具体的にはバイオフィルム形成のAgglutination、Attachment、Colonization、Maturationの各段階において擬似微小重力が遺伝子電波に及ぼす影響を明らかとする。
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[Presentation] Fungal microbiota2016
Author(s)
Takashi Sugita
Organizer
14th International Conference of Yeasts
Place of Presentation
Awaji Yumebutai International Conference Center（Hyogo, Japan）
Year and Date
2016-09-11 – 2016-09-15
Int'l Joint Research / Invited
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