2021 Fiscal Year Research-status Report
微生物を含むリキッドマーブルを気相中マイクロリアクターとする生体ファイバーの合成
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18K04830
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
直江 一光 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (00259912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 正直 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (80193655)
澤井 淳 神奈川工科大学, 応用バイオ科学部, 教授 (80288216)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リキッドマーブル / バクテリアナノファイバー / マイクロリアクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、微小なリキッドマーブル集合体を好気性微生物用のマイクロリアクターとして利用した新規のバクテリアナノファイバー生産システムの構築を目指している。そこで、2021年度は以下の項目について研究を実施した。
前年度に引き続きステアリン酸塩リキッドマーブル(LM)系においてモデル菌酢酸菌を培養し、BFの産生を行い、その特性と産生条件について検討した。
1) LM系で得られたBFハイドロゲルの表面構造についてSEMによる観察を行なったところ、試験管及び三角フラスコで産生されたBFに比べ、繊維が太く、また、より網目状の構造を示し、本系において特有の構造を持つBFが産生されていることが示された。そこで、各BFのファイバー幅を測定したところ、LM系で産生されたBFの平均ファイバー幅は従来の試験管、三角フラスコで産生されたものより大きかった。さらにLM系で得られたBFゲルの内部の構造について詳細に調べたところ、内側の平均ファイバー幅及び構造は試験管及び三角フラスコで産生されたものとほぼ一致し、LM系における特有のBF構造はLM表面でのみ形成されていることが明らかとなった。このことは本系で産生されるBFが非対称の構造を持ち、従来のBFとは異なる透過能や吸着能を有する可能性を示すものであり、今後の新規分離膜や吸着剤としての展開が期待される。
2) LM系で得られたBFハイドロゲルについてその保水性を調べた。結果として従来の試験管及び三角フラスコで調製されたBFハイドロゲルの3倍の保水性を有していることを明らかとなった。本結果はBFハイドロゲルの汎用性の拡大につながるものであり、有益である。
3) リキッドマーブルロータリー培養システムを構築し、菌体含有LMの培養とBFの生産を試みた。本システムを使用してLMの培養を行なったが、LMがうまく転がらず、通常の静置培養との違いが見出せなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2021年度では、上述の概要に示すように、成果として
1) SEM観察により、LM系で得られたBFハイドロゲル表面の平均ファイバー幅は、試験管及び三角フラスコで産生されたBFに比べ、大きかった。さらにLM系で得られたBFゲル内側の平均ファイバー幅及び構造は試験管及び三角フラスコで産生されたものとほぼ一致し、LM系における特有のBF構造はLM表面でのみ形成されていることを明らかにした。2) LM系で得られたBFハイドロゲルについてその保水性を調べた。LM-BFハイドロゲルの保水性は従来の試験管及び三角フラスコで調製されたゲルの3倍の保水性を有していることを明らかにした。3) リキッドマーブルロータリー培養システムを構築し、菌体含有LMの培養とBFの生産を試みた。本システムを使用してLMの培養を行なったが、LMがうまく転がらず、通常の静置培養との違いが見出せなかった。
このようにLM系において産生されたBFの特性とその産生条件について有益な知見が得られたが、新型コロナウィルス蔓延により所属機関での研究活動が制限され、実験の遂行が困難となり、当初計画の (5)LMからのBF回収に関する検討ができなかった。したがって、当初計画より遅れており、実施期間を1年間延長した。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、微小なリキッドマーブル(LM)集合体を好気性微生物用のマイクロリアクターとして利用した新規のバクテリアナノファイバー生産システムの構築を目指す。
具体的には、(1) 前年度に引き続きバクテリアファイバーを産生するモデル好気性微生物として着目した酢酸菌について、LM系におけるバクテリアファイバー産生条件の探索を行うとともに、
(2) LM系からの産生バクテリアファイバーの回収操作条件についても検討する。これらの知見を基に、新規バクテリアナノファイバー生産システムの構築を目指す。
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| Causes of Carryover |
2021年度、新型コロナウィルス蔓延により所属機関での研究活動が制限され、実験の遂行が困難となり、当初計画のリキッドマーブルからのバクテリアファイバー回収に関する検討ができなかったため、実施期間を1年間延長した。そこで、次年度使用額は上記項目に関する実験のための試薬や培地成分などの購入に使用する。
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