2019 Fiscal Year Annual Research Report

酸化還元特性を持つ膜小胞によるバイオフィルム活性の制御

Research Project

Project/Area Number	19F19406
Research Institution	National Institute for Materials Science
Principal Investigator	岡本章玄国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (70710325)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	MIRAN WAHEED 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2019-11-08 – 2022-03-31
Keywords	バイオフィルム / 電気化学 / 二次イオン質量分析 / 電気細菌 / 膜小胞
Outline of Annual Research Achievements	細菌集団が作り出すバイオフィルムは、細菌による嫌気鉄腐食や感染症の原因であるが、物理的な除去以外の対策が未だ難しいという課題がある。本研究は、膜小胞(MV)と呼ばれる脂質二重層膜で作られた100ナノメートルサイズの生物学的ナノ粒子をバイオフィルム内へと薬剤を輸送するためのキャリアーとして用いる技術の確立へ向けた基礎的研究を行う。本研究の特徴としては、その際にバイオフィルムを形成する細菌が生成する電流を細菌活性のバロメーターとして利用することである。本年度は、バイオフィルムを電極上に培養した際に得られた電流生成に対して殺菌剤を添加して、電流生成が減少することを確認した。さらに同位体を用いた１細胞解析からバイオフィルム中の細菌の代謝活性と電流値に相関があることを実験的に示した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 上述した成果はすでに論文発表を行っている。さらに、膜小胞の電気化学的解析も進んでおり、当初の予定通りに実験が進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	バイオフィルム内部へと薬剤を送り込む際に膜小胞に加えて、リポソームを用いて薬剤の輸送を行う。また、薬剤自体に関しても今後薬剤ライブラリからスクリーニングを行い、有効な薬剤を選別することを並行して行う。扱う細菌に関しても、病原細菌に加えて鉄腐食細菌に関しての検討も進める。