2022 Fiscal Year Annual Research Report
Developement of combined decontamination methods utilizing superior cell-kiling property of quantum beams and application to efficient treatment of injured microorganisms
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20K12496
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
古田 雅一 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (40181458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朝田 良子 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 助教 (60546349)
土戸 哲明 大阪公立大学, 研究推進機構, 客員教授 (50029295)
坂元 仁 大阪公立大学, 研究推進機構, 客員研究員 (40570560)
高松 宏治 摂南大学, 薬学部, 教授 (70272151)
桑名 利津子 摂南大学, 薬学部, 講師 (50330361)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 放射線殺滅菌 / 枯草菌 / 芽胞 / 発芽 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
殺菌処理に対して強い抵抗性を示す細菌芽胞の発育には、発芽，発芽後成長から栄養増殖に至る特徴的な増殖過程を液体培養時の濁度のモニタリングにより確認し、DNA修復欠損株を用いて殺菌処理が芽胞の発育のそれぞれの過程にどのように影響するかを検討した。加熱処理と香辛料の一種、タイムの精油成分thymolについては加熱処理は発芽過程を最も強く抑制し, thymolは発芽とともに栄養増殖過程を抑制することを見出した。一方、ガンマ線は芽胞の発芽に対し抑制効果がなく、発芽後成長と栄養増殖に関しては、ガンマ線による抑制効果が確認でき、特に栄養増殖は低線量でも顕著な効果が見出された。さらに過酢酸処理とγ線照射による内膜やその内膜に多くが存在する発芽システムへの影響、また、スポアコートの各殺菌処理に対する防護機能についてスポアコート・発芽関連遺伝子の欠損株を用いて詳細に検討したところ、γ線についてはスポアコートの有無、発芽システムには直接的影響を与えず、過酸化水素はスポアコートの有無が殺菌効果に影響し、スパアコートに存在するSH基との相互作用により、過酢酸の殺菌からの防御に役割を果たしていることが示唆された。ガンマ線はゲノムDNAに対し直接・間接的に作用することで切断し、芽胞の発芽後成長ではDNAの修復が行われること、栄養増殖ではＤＮＡの合成が行われることから、DNA修復の欠損株から芽胞を調製し、ガンマ線照射芽胞からDNAを抽出しアガロースゲル電気泳動によりDNAの二本鎖切断と修復を示唆す結果が得られた。さらに高線量の紫外線照射においては芽胞のDNA損傷に加えて発芽に関わるタンパク質の変性が生じ、殺菌効果に寄与していることが強く示唆された。さらにゲノム損傷が細胞致死の原因であるγ線と紫外線（UV-C）との併用処理においても相乗効果の可能性が見出された。
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