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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Detection of harmful airborne microbes transported across the China continent and evaluation of respiratory system effects by experimental research

Research Project

Project/Area Number 16H02969
Research InstitutionOita University of Nursing and Health Sciences

Principal Investigator

市瀬 孝道  大分県立看護科学大学, 看護学部, 教授 (50124334)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 牧 輝弥  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70345601)
小林 史尚  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (60293370)
吉田 成一  大分県立看護科学大学, 看護学部, 准教授 (40360060)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsバイオエアロゾル / 有害真菌 / 黄砂 / 由来と発生地 / 呼吸器影響 / アレルギー炎症
Outline of Annual Research Achievements

1.バイオエアロゾルの研究(牧、小林);(1)バイオエアロゾルの捕集、分離培養と遺伝子解析:2016年から2018年の間の黄砂時に、観測用ヘリコプターを能登半島上空の高度千mから3千m に合計15回飛行させ、中国大陸から越境輸送される黄砂粒子を高高度で捕集した。一方、富山県立山の積雪に保存される黄砂粒子を、積雪断面から捕集した。採取した黄砂粒子試料に含まれる微生物群集を、培養を経ない遺伝子分析法(次世代シーケンサー)によって解析した結果、黄砂時の高高度には細菌だけでなく真菌(カビやきのこ胞子)も優占していることが判った。そこで、真菌を標的とした集積培養(真菌用ポテト培地を使った希釈培養法)を駆使して、計25株の真菌株を新たに得た。真菌株の優占種(全体の80%を占める)は、Ascomycota門のカビの種と近縁になり、一方、非優占種(20%以下)はBasidiomycota門のきのこの種に近くなった。一方、日本海上空の大陸から越境輸送される空中微生物の検出のために、南極観測船「しらせ」の日本海航海訓練において日本海上バイオエアロゾル捕集を実施し、真菌を中心に分析した。
2.実験研究による有害微生物の影響評価(市瀬、吉田);(1)真菌のマウスアレルギー喘息誘導実験:平成30年度は能登半島上空3000mで捕集した黄砂エアロゾルから分離・培養した3種の真菌、Aspergillus niger(Asp)、Alternaria alternata(Alt)、Myriangium duriaei(Myr)(非優占種)とConiothyrium fuckelii(Conio)(優占種)を加えた4種の真菌について、マウス肺のアレルギー炎症誘発能の比較を行った結果、Alt<Asp<Myr<Conioの順に強く起こることが分かった。(2)真菌と黄砂とのマウスへの併用曝露実験:前記の真菌4種について黄砂との複合曝露を行い、肺のアレルギー炎症を比較した結果、Asp<Alt<Conio<Mryの順に強く誘導され、Myriangium duriaeiが最も黄砂によってアレルギー炎症が悪化されることが明らかとなった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

学会賞等の受賞;牧輝弥, 乾燥地科学共同研究発表賞受賞「砂漠上空に舞い上がるバイオエアロゾルの発生メカニズムとその長距離輸送の解明」 メディア発表;牧輝弥, NHK Eテレ「サイエンスZERO」「キノコが雨を降らす!?空の微生物学者 気象のナゾに挑む」牧輝弥, BSフジ「一滴の向こう側」「第100回 微生物ハンター 空を飛ぶ」 雑誌;牧輝弥, 戦略経営者「上空3000メートルの菌から生まれた納豆」

  • Research Products

    (27 results)

All 2019 2018

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 8 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Effects of co-exposure of lipopolysaccharide and β-glucan (Zymosan A) in exacerbating murine allergic asthma associated with Asian sand dust2019

    • Author(s)
      K. Sadakane, T. Ichinose, M. Nishikawa
    • Journal Title

      J Appl Toxicol

      Volume: 39(4) Pages: 672-684

    • DOI

      doi: 10.1002/jat.3759. Epub 2018 Dec 12.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fungal spore involvement in resuspension of radiocesium in summer2019

    • Author(s)
      Igarashi, Y, K. Kita, T. Maki, T. Kinase, N. Hayashi, K. Hosaka, K. Adachi, M. Kajino, M. Ishizuka,, T. Sekiyama, Y. Zaizen, C. Takenaka, K. Ninomiya, H. Okochi, and A. Sorimachi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 1954

    • DOI

      doi.org/10.1038/s41598-018-37698-x,

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Airborne microbial transport limitation to isolated Antarctic soil habitats2019

    • Author(s)
      S.D.J. Archer, K.C. Lee, T. Caruso, T. Maki, Charles K. Lee, S.C. Cary, D.A. Cowan, F.T. Maestre, S.B. Pointing
    • Journal Title

      Nature Microbiology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      doi.org/10.1038/s41564-019-0370-4

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Aeolian dispersal of bacteria associated with desert dust and anthropogenic particles over continental and oceanic surfaces2019

    • Author(s)
      T. Maki, K.C. Lee, K. Kawai, K. Onishi, C.S. Hong, Y. Kurosaki, M. Shinoda, K. Kai, Y. Iwasaka, S.D.J. Archer, D.C. Lacap-Bugler, H. Hasegawa and S.B. Pointing
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1029/2018JD029597

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 東アジアを越境輸送されるバイオエアロゾル:韓国龍仁と日本米子における大気浮遊細菌群の比較(Long-range transport of bioaerosols over East Asia: Airborne bacterial communities of continental and island regions)2019

    • Author(s)
      牧輝弥、市瀬孝道
    • Journal Title

      クリーンテクノロジー

      Volume: 29 Pages: 8-12

  • [Journal Article] Long-range transported bioaerosols captured in snow cover on Mount Tateyama, Japan: Impacts of Asian-dust events on airborne bacterial dynamics relating to ice-nucleation activities2018

    • Author(s)
      T. Maki, S. Furumoto, Y. Asahi, K.C. Lee, K. Watanabe, K. Aoki, M. Murakami, T. Tajiri, H. Hasegawa, A. Mashio, Y. Iwasaka
    • Journal Title

      Atmos. Chem. Phys.

      Volume: 18 Pages: 8155-8171

    • DOI

      doi.org/10.5194/acp-18-8155-2018

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microbial dispersal limitation to isolated soil habitats in the McMurdo Dry Valleys of Antarctica2018

    • Author(s)
      S. Archer, K. Lee, T. Caruso, T. Maki, C. Lee, D. Cowan, F. Maestre, S. Pointing
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: 493411

    • DOI

      doi: https://doi.org/10.1101/493411

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 大気を通じて長距離・越境輸送される微生物―大気バイオエアロゾル-2018

    • Author(s)
      小林史尚
    • Journal Title

      第52回緑膿菌感染症研究会講演記録集

      Volume: 1-4 Pages: -

  • [Journal Article] 南極上空の微生物2018

    • Author(s)
      小林史尚
    • Journal Title

      ロータリー週報卓話No.10

      Volume: 1-3 Pages: -

  • [Presentation] Variations of airborne microbial communities emitted from forest areas2019

    • Author(s)
      T. Maki
    • Organizer
      Ibaraki University-Institut de Radioprotection et de Surete Nucleaire (IRSN)/Japan-UK EICHI-project joint international workshop on radioactive particles
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 森林内を浮遊するバイオエアロゾルの群集構造変化2019

    • Author(s)
      牧輝弥、北和之、石塚正秀、作田裕也、保坂健太郎,岩坂泰信,五十嵐康人
    • Organizer
      第12回大気バイオエアロゾルシンポジウム
  • [Presentation] 空飛ぶ納豆菌~バイオエアロゾル研究~2019

    • Author(s)
      牧輝弥
    • Organizer
      e教育サロン
    • Invited
  • [Presentation] Sequential changes of airborne microbial communities emitted from forest ground surface in Fukushima2018

    • Author(s)
      T. Maki, K. Kita, K. Takashi, M. Ishizuka, Y. Igarashi
    • Organizer
      iCACGP-IGAC 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Long-range transported bioaerosols captured in snow cover on Mount Tateyama, Japan: Impacts of Asian-dust events on airborne bacterial dynamics relating to ice-nucleation activities2018

    • Author(s)
      T. Maki, S. Furumoto, Y. Asahi, K.C. Lee, K. Watanabe, K. Aoki, M. Murakami, T. Tajiri, and Y. Iwasaka
    • Organizer
      AOGS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 黄砂時に単離された真菌類のマウス肺におけるアレルギー炎症の比較2018

    • Author(s)
      市瀬孝道、定金香里、牧 輝弥
    • Organizer
      第59回大気環境学会年会
  • [Presentation] 黄砂から単離した真菌を加熱黄砂と複合曝露したときの肺アレルギー増悪影響について2018

    • Author(s)
      定金香里、市瀬孝道、牧 輝弥
    • Organizer
      第59回大気環境学会年会
  • [Presentation] 立山積雪に含まれるバイオエアロゾルの細菌群集構造解析:気候変化とヒト健康への影響2018

    • Author(s)
      牧輝弥、古本翔吾、青木一真、島田亙、渡辺幸一、岩坂泰信
    • Organizer
      立山研究会
  • [Presentation] 納豆菌も空を飛ぶ-黄砂とともに運ばれる微生物たち-2018

    • Author(s)
      牧輝弥
    • Organizer
      自然史学会連合&富山市科学博物館
    • Invited
  • [Presentation] 空飛ぶ納豆菌2018

    • Author(s)
      牧輝弥
    • Organizer
      サイエンスカフェ「明日授業で使いたくなる大気化学の話」
    • Invited
  • [Presentation] 東アジアを風送されるバイオエアロゾルの細菌群集構造の変化2018

    • Author(s)
      牧輝弥、大西一成、洪天祥,黒崎泰典,Kevin C. Lee,河合慶、甲斐憲次、篠田雅人、S.B. Pointing,岩坂泰信
    • Organizer
      エアロゾル学会
  • [Presentation] 南極上空の微生物2018

    • Author(s)
      小林史尚
    • Organizer
      弘前ロータリー卓話会
    • Invited
  • [Presentation] 南極と自然エネルギー2018

    • Author(s)
      小林史尚
    • Organizer
      白神自然学校インストラクター養成講座
    • Invited
  • [Presentation] 60次における大気バイオエアロゾル観測と問題点2018

    • Author(s)
      小林史尚
    • Organizer
      第21回南極エアロゾル研究会
    • Invited
  • [Presentation] カイトプレーンによるバイオエアロゾルサンプリング計画2018

    • Author(s)
      小林史尚
    • Organizer
      第8回無人機航空機の活用による極地観測の展開
    • Invited
  • [Presentation] 空飛ぶ微生物2018

    • Author(s)
      小林史尚
    • Organizer
      しらせ大学
    • Invited
  • [Book] The Long Range Transport of Bioaerosols over East Asia. In: K. Hayakawa, S. Nagao, Y. Inomata, M. Inoue, A. Matsuki Trans-Boundary Pollution in North-East Asia edited by, (pp. 75-108) Environmental Research Advances2019

    • Author(s)
      T. Maki
    • Total Pages
      34
    • Publisher
      NOVA science publishers
    • ISBN
      978-1-53613-742-2
  • [Book] Airborne Microorganisms in Antarctica: Transport, Survival and Establishment. In: Castro-Sowinski S. (eds) The Ecological Role of Micro-organisms in the Antarctic Environment.2019

    • Author(s)
      King-Miaow K., Lee K., Maki T., LaCap-Bugler D., Archer S.D.J
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2019-12-27  

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