2020 Fiscal Year Annual Research Report

Cultivation of unculitivated microorgasnisms and clarification of growth controling mechanisms by focusing on microbial interactions

Research Project

Project/Area Number	19H02873
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	青井議輝広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (40386636)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	金田一智規広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (10379901) 中尾洋一早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60282696)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	休眠・覚醒 / GMD培養 / 微生物間相互作用 / 増殖誘導
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、革新的な分離培養法を確立して環境中から難培養微生物を培養化すること、ほとんどの微生物が培養できない理由（未知増殖制御機構）を発見・解明することを目的としている。具体的には、１）微小テクノロジーを活用した、微生物間相互作用を高度に再現する新規分離培養手法の確立、２）未培養種の網羅的分離培養（手法の実証）、３）微生物間相互作用を介した未知増殖制御機構（休眠から覚醒を誘導するシグナル因子）の発見と解明を計画している。本年度は主に、１）高密度植菌培養法を用いた多様な環境からの分離株の獲得、さらに３）上記で得られた分離株を用いた微生物間相互作用を解明するアッセイ方法の確立および微生物間相互作用によって増殖が顕著に増加する菌株ペアの獲得について検討した。具体的な成果を以下に挙げる。 1）超高密度植菌培養法（GMD油中凝集培養法）を用いて、下水および土壌環境などから多様な分離株を獲得した(前年度より引き続き)。 2）前年度までの検討において微生物間相互作用により休眠状態の微生物の増殖を促すことが可能なペアを探索するアッセイ法を確立し、実際に複数の菌株ペアを獲得してきたが、それらは全てGMD凝集培養系でのみ増殖誘導を促すことが可能であった。増殖を誘導する因子（覚醒因子）となる化合物を分離精製するためには、通常の培養法（平板培養など）でも相互作用による増殖誘導が発現する必要があるため、今年度は改めて検討したところドナーとなる菌株の培養上清を添加することで平板上でも増殖を誘導するペアを見出すことに成功した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 現在、分離株の獲得および増殖に直接的に及ぼす相互作用の発見、およびそれらを示す複数の菌株の獲得に成功している。また化合物の分離精製に必要なバイオアッセイに適用可能な菌株のペアも見出すことができた。以上より、計画は概ね予定通りに進行していると判断し、達成度は上記のとおりとした。
Strategy for Future Research Activity	研究の全体計画は以下の内容（項目）から構成されている、具体的には、１）微小テクノロジーを活用した、微生物間相互作用を高度に再現する新規分離培養手法の確立、２）未培養種の網羅的分離培養（手法の実証）、３）微生物間相互作用を介した未知増殖制御機構（休眠から覚醒を誘導するシグナル因子）の発見と解明を計画している。前年度までにおいて１）および２）は完了している。また３）の一部についても手をつけることができている。今年度の検討では、ペアを見出しても従来法（寒天平板など）で簡単にアッセイできないと項目３）が効率的に行えないことが判明した。また検討の結果、従来法でもアッセイ可能なペアを見出すことに成功した。そこで今後は、項目３）の相互作用の解明とくに、できるだけ多くのペアを見出すこと、および覚醒を誘導するシグナル因子（化合物）の分離精製を中心に進めて行く。