バクテリア生産速度を測定する際に最も良い基質は何か～DNA合成速度の観点から～

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K21449
• Research Institution: Soka University
• Principal Investigator: 土屋 健司 創価大学, 理工学部, 助教 (70739276)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: デオキシアデノシン / デオキシグアノシン / チミジン / バクテリア生産 / 安定同位体 / LC/MS/MS

Outline of Annual Research Achievements

平成27年度はDNAを構成する全てのデオキシヌクレオシド（デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、デオキシシチジン、チミジン）に関してDNAへの取り込み特性を評価した。実験に用いる試料は、夏季および冬季に、海域の代表として相模湾で、湖沼の代表として霞ヶ浦において数地点から採取した。試料に、窒素安定同位体（15N）で標識したデオキシアデノシン、デオキシグアノシン、デオキシシチジン、チミジンを添加し、6時間～24時間程度培養し、細菌に取り込ませた。その後、Tsuchiya et al. (2015)の方法に従い、細菌DNA中に取り込まれた各デオキシヌクレオシド量を定量した。
その結果、相模湾では各デオキシヌクレオシドの取り込み特性は顕著な時空間変動を示した。最も岸よりの定点では、夏季はデオキシアデノシンの取り込み量が最も高く、次いでデオキシグアノシンの取り込み量が高かったが、冬季にはチミジン、デオキシグアノシンの順に高い取り込み量を示した。沖合定点においては、両季節共にデオキシグアノシンの取り込み量が最も高い傾向を示した。一方、霞ヶ浦では、両季節、全地点においてデオキシグアノシンの取り込み量が最も高い結果を示した。
以上のことから、これまで細菌生産の現場で良く用いられてきたチミジンに代わり、デオキシグアノシンを用いることにより、特に湖沼環境に於いてはより多くの種の生産を反映し、バクテリア群集全体の生産性評価の正確度がより高くなることが期待される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

細菌に取り込まれた各15N標識デオキシヌクレオシドの取り込み特性を相模湾、霞ヶ浦の2つの生態系において、季節・空間的な違いを検出でき、平成27年度の計画通り進行している。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度より続けている相模湾及び霞ヶ浦のでのマンスリーサンプリングを実施し、1年間分のデータを得る。得られたデータから、各デオキシヌクレオシドのDNAへの取り込み特性を評価し、最適なデオキシヌクレオシドとその組み合わせを明らかにする。
また、バクテリア群集組成や現場環境データの分析・解析を行い、群集構造や環境の違いによる取り込み特性の違いを考察する。

Causes of Carryover

バクテリア群集構造解析の予算を積算していたが、当該年度に実施しなかったため、差額が生じた

Expenditure Plan for Carryover Budget

バクテリア群集構造解析に使用する

Research Products

• [Journal Article] Bacterial Growth Rate and Grazing Pressure on Bacteria in the Euphotic and Disphotic Layers in Temperate Coastal Waters of Sagami Bay, Japan (2016)
  • Author(s): Youta Sugai, Kenji Tsuchiya, Victor S. Kuwahara, Shinji Shimode, Kazuhiro Komatsu, Akio Imai, Tatsuki Toda
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s10872-016-0352-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New isotope-free method for measuring bacterial production using [15N5]-2’-deoxyadenosine and liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) in aquatic environments. (2015)
  • Author(s): Kenji Tsuchiya, Tomoharu Sano, Nobuyuki Kawasaki, Hideki Fukuda, Noriko Tomioka, Koji Hamasaki, Yuya Tada, Shinji Shimode, Tatsuki Toda, Akio Imai
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 71 Pages: 675-683
  • DOI: 10.1007/s10872-015-0310-8
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Typhoon-induced response of phytoplankton and bacteria in temperate coastal waters (2015)
  • Author(s): Kenji Tsuchiya, Victor S. Kuwahara, Koji Hamasaki, Yuya Tada, Tadafumi Ichikawa, Tomoko Yoshiki, Ryota Nakajima, Akio Imai, Shinji Shimode, Tatsuki Toda
  • Journal Title: Estuarine, Coastal and Shelf Science Volume: 167 Pages: 458-465
  • DOI: 10.1016/j.ecss.2015.10.026
  • Peer Reviewed
• [Presentation] バクテリア生産測定における各デオキシヌクレオシドのDNAへの取り込み特性 (2016)
  • Author(s): 土屋健司・戸田龍樹・佐野友春・冨岡典子・今井章雄・下出信次
  • Organizer: 2016年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2016-03-14 – 2016-03-18
• [Presentation] バクテリア生産測定における15N-デオキシアデノシン法と従来法の比較 (2015)
  • Author(s): 土屋健司・川崎伸之・佐野友春・冨岡典子・福田秀樹・浜崎恒二・多田雄哉・下出信次・戸田龍樹・今井章雄
  • Organizer: 2015年度日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-29
• [Presentation] New radioisotope-free method for measuring bacterial production using 15N5-2’-deoxyadenosine and liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) in aquatic environments (2015)
  • Author(s): Kenji Tsuchiya, Tatsuki Toda, Nobuyuki Kawasaki, Tomoharu Sano, Noriko Tomioka, Akio Imai, Hideki Fukuda, Koji Hamasaki, Yuya Tatda, Shinji Shimode
  • Organizer: ECSA55 Unbounded boundaries and shifting baselines
  • Place of Presentation: イギリス、ロンドン
  • Year and Date: 2015-09-06 – 2015-09-09
  • Int'l Joint Research