2017 Fiscal Year Annual Research Report
細胞生物学および計算生物学の手法を用いた消毒機構の定量的評価に関する研究
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17H03331
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
大瀧 雅寛 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (70272367)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
由良 敬 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (50252226)
相川 京子 (小島京子) お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80262351)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 消毒処理 / 損傷部位 / 蛍光タンパク発現 / UV耐性 / 核酸種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H29年度は2つの主テーマについて以下のように研究を遂行した
１．細菌細胞内の損傷部位を特定し，被損傷菌の損傷部位を定量的に把握する研究
これまで特定の大腸菌（DH5α株）において実施されてきた蛍光タンパク発現を複数の大腸菌において可能か検証した．その結果，2種の大腸菌にて発現が確認された．以上の3種を用いて塩素消毒処理に供試し，大腸菌の不活化実験を行い残存率の測定と蛍光タンパク質の細胞外への漏出量を測定することで細胞膜の損傷による細胞質の漏出の定量的把握を行った．結果として水中の溶存塩素の形態によって，大腸菌の損傷レベルに差が生じていることを確認すると共に，大腸菌の種毎にその損傷レベルが異なっていることがわかった．
２．ウイルスの核酸から紫外線耐性を推定する研究
異なる核酸形態をもつウイルス（ファージ）8種を用いて，紫外線耐性を測定した。その際光源としては2種類の紫外光源（254 nmおよび265 nm）を行い，各ウイルス（ファージ）の残存率を測定して耐性を比較した．その結果，DNAファージにおいては一本鎖，二本鎖に係わらず紫外線耐性が相対的に低いことが見出された．一方RNAファージにおいては一本鎖と二本鎖において耐性に差が見られ二本鎖の方が耐性が高かった，いずれにおいてもDNAファージと比較して，その耐性は相対的に高いことがわかった．またいずれのファージにおいても254 nmと265 nmの耐性比率には差がなく，波長依存性については，ほぼ同等であることが確認された．
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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
H29年度は2つの主テーマの進捗状況は以下の通り。
１．細菌細胞内の損傷部位を特定し，被損傷菌の損傷部位を定量的に把握する研究
当初の計画では、複数種の大腸菌に細胞質内に蛍光タンパクを発現させることができるか年度前半に検討し、年度後半は蛍光タンパクを発現させた大腸菌塩素消毒実験に供することを予定していたが、ほぼ予定通りのスケジュールにて実施することが出来た。ただ細胞質内への蛍光タンパクの発現実験およびその検証に時間がかかってしまったため、発現できた蛍光タンパクが一種類のみにとどまってしまったのは、予定通りいかなかった事項であった。ただ塩素消毒実験の結果、大腸菌の種ごとに蛍光タンパクの細胞外への漏出状況に差異が生じることが示された。これは大変興味深い結果であり、想定以上の成果が得られたものと判断する。
２．ウイルスの核酸から紫外線耐性を推定する研究
当初の計画ではRNAウイルス数種にて紫外線耐性試験を行うことを予定していたが、DNAウイルスも含めて多様なウイルス（ファージ）種を用いて紫外線耐性試験を行うことができた。それは想定以上にファージの扱いと不活化実験が順調に進んだためであり、評価できる点であろう。塩基配列より核酸の2次元構造や3次元構造をコンピュータシミュレーションにより予測する研究については、予想以上にシミュレートに時間がかかることが判明したため足踏み状態が続いた。以上の状況から判断すれば、やや概ね順調に推移していると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．細菌細胞内の損傷部位を特定し，かつ被損傷菌の損傷レベルを定量的に把握する研究
昨年まで複数種の大腸菌内への蛍光タンパク質発現手法が確立でき、塩素消毒における細胞溶出分析法（Cell leakage as say）の適用の実証を行えたのはほぼ予定通りであった。本年は複数種の大腸菌において，細胞外（ペリムラズミックスペース）に蛍光タンパクを発現させる手法の確立を試みる．また塩素の消毒条件を細かく設定し，全ての大腸菌種に効果的な消毒条件について探る．次に，本科研費にて購入したフローサイトメーターを活用し，液中に溶出した蛍光タンパクだけでなく，細胞内に残存した割合を測定する手法を確立する．これらの結果を元に，塩素消毒における最適な消毒処理条件を提案する．本年は加えてオゾン消毒を適用し，塩素との機構の差違についても検証する予定である．
２．ウイルスの核酸配列から紫外線耐性を推定する研究
昨年までに8種類のDNAおよびRNAファージについての紫外線耐性を測定し，核酸種（DNA，RNA，一本鎖，二本鎖）による耐性の差違について実験的に検証することができた．ただし実ファージの核酸塩基長による紫外耐性シミュレーションは、現時点では信頼度および精度が上がらないことが判明したため、本年度からは，その結果を受けて、RNAとDNAについて比較的単純な核酸を合成し使用することとした。この研究によって、シミュレーションと紫外線耐性の相関性を探るための重要なステップとする．すなわち数十～数百塩基配列グループにおいて，シミュレーションから紫外線耐性を理論的に推定するモデルを作成する．
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Research Products
(1 results)
