Discrimination among Anabaena species with mass spectrometry

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H04293
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 高梨 啓和 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (40274740)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 和哉 筑波大学, 国際室, 准教授 (10581613) ; 井坂 和一 東洋大学, 理工学部, 准教授 (40543939)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: かび臭 / 水道水 / ジェオスミン / MALDI / 質量分析 / アナベナ属 / 判別

Outline of Annual Research Achievements

被害人口が多く、北部日本へと被害が広がりつつある水道水かび臭被害は、原因生物の多くがアナベナ属と報告されている。水源からのアナベナ属の検出は、顕微鏡観察やポリメラーゼ連鎖反応により行われているが、技能や長時間を要することが問題となっている。そこで本研究では、質量分析と多変量解析を用いて、アナベナ属の種および増殖過程を、単離を伴わずに、短時間で判別する技術を開発することを目的とした。
本年度は、これまでに確立したアナベナ属培養条件、試料調製条件、質量分析条件に基づいて、アナベナ属に共通するイオンの探索、探索により発見されたイオンが夾雑生物から検出されるか否かの確認、アナベナ属と夾雑生物の混合比を変化させた実験、既存の相動性解析ソフトウエアを活用したアナベナ属の自動判定の実証実験を行い、本研究の目的である水道水源に存在するアナベナ属の種および増殖過程を、単離を伴わずに、10分程度以内に判別可能なことを実証するための検討を行った。
その結果、アナベナ属に共通するイオンを3個発見した。共通するイオンの強度は相対的に高強度であった。発見されたイオンが、アナベナ属以外の夾雑生物から検出されるか否かを確認したところ、検出されなかった。そこで、アナベナ属と夾雑生物を混合した試料でもアナベナ属を正しく自動判定可能な条件を検討し、混合比を変化させて実験を実施した。その結果、90％が夾雑生物であっても正しく自動判定可能なことを明らかにした。一連の試料前処理から測定までに要する時間は、実験者の手技に依存するが概ね15分であった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。