2020 Fiscal Year Annual Research Report

捕食者共存下で環境浄化細菌の有効利用を可能にするエンジニアリング手法の確立

Research Project

Project/Area Number	17H01301
Research Institution	Tohoku Gakuin University
Principal Investigator	中村寛治東北学院大学, 工学部, 教授 (90382655)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	福田雅夫中部大学, 応用生物学部, 教授 (20134512) 宮内啓介東北学院大学, 工学部, 教授 (20324014)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords	トリクロロエチレン / フェノール資化細菌 / 原生動物 / 捕食抵抗性 / 環境浄化細菌
Outline of Annual Research Achievements	トリクロロエチレン分解能を有するフェノール資化細菌Cupriavidus sp. KN1の形質転換体2株を利用して、捕食抵抗性の形成過程を調査した。第1の株はCupriavidus sp. KN1-TGF（以下、KN1-TGF株）で、緑色蛍光とテトラサイクリン耐性を有する。第2の株は Cupriavidus sp. KN1-KRF（以下、KN1-KRF株）で、赤色蛍光とカナマイシン耐性を有する。これら2株は、それぞれ異なる抗生物質を含有する培地によって選択的な検出が可能である。 2株の内、KN1-TGF株を利用し、フェノール含有培地を基質とした連続培養装置を作成し、運転した。本装置は2槽の完全混合リアクターを直列につなぎ、第1槽でKN1-TGF株を培養し、第2槽で細菌捕食能を有する原生生物の鞭毛虫Spumella sp. TGKK2による捕食を受けるようにした。本装置の第2槽の流出水は、残存するKN1-TGF株とSpumella sp. TGKK2が含まれるが、この流出水に回分培養した比較株のKN1-KRF株を添加し、2株の被捕食性をそれぞれ評価した。その結果、原生生物と未接触のKRF株が、優先的に捕食される一方で、原生生物と接触歴のあるKN1-TGF株は相対的に極めて少ない捕食量に留まり、強い残存性を示した。KN1-TGF株が示す捕食抵抗性は、連続実験装置の運転期間中、安定して観察された。それゆえ、細菌が獲得する捕食抵抗性は、原生生物との共存下で常に形成されることが明らかとなった。本実験で確認された原生動物との接触によって形成される捕食抵抗性付与プロセスを適用すれば、対象の環境浄化細菌に捕食抵抗性を付与でき、長期にわたって有効利用できるエンジニアリング手法の開発に繋がると考えられる。
Research Progress Status	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。