Flectobacillus属の糸状化細菌による捕食環境センシング技術の確立

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K21023
• Research Institution: Tohoku Gakuin University
• Principal Investigator: 中村 寛治 東北学院大学, 工学部, 教授 (90382655)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 糸状化細菌 / 捕食 / センシング / Flectobacillus

Outline of Annual Research Achievements

捕食環境センシングの技術を確立するために使用するFlectobacillus属の糸状化細菌を２株取得し、その２株を基に、研究を開始した。１株目はテーマ提案時に取得済みであった、Flectobacillus sp. CKで、もう一株は新たに単離したFlectobacillus sp. KSSである。両株共に、Bact23FとBact1492RでPCR増幅された16S rRNA遺伝子の塩基配列を決定した。
2株のFlectobacillus属細菌は、通常のLB培地での増殖が極めて遅く、代わりにR2A培地（液体および寒天培地）を利用できることが分かった。R2A寒天培地に抗生物質を加えて、薬剤耐性を調査した結果、2株共にカナマイシン50mg/Lに対して耐性があった。また、Flectobacillus sp. KSSはアンピシリン100mg/Lに対しても耐性があることが分かった。これらの耐性能を利用して、他の細菌が混入した系であっても、抗生物質を使って、ある程度選択的に検出（＝モニタリング）可能であることが分かった。
次に、原生生物で鞭毛虫に分類されるSpumella sp. TGKK2 (NBRC111014)を使って、Flectobacillus sp. CKおよびFlectobacillus sp. KSSの捕食実験を行った。Spumella 属の鞭毛虫は自然環境中に生息する主な細菌捕食性の原生生物であり、これを捕食者として利用することとした。Spumella sp. TGKK2に2株のFlectobacillus 属細菌を捕食させた場合、想定通りに細菌の形態が、桿菌から糸状化し、センシングに利用できるか否かを調査した。その結果、2株共に捕食環境下での糸状化が確認でき、今後のセンシング技術の確立に利用できる見通しが得られた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2株のFlectobacillus属細菌、Flectobacillus sp. CK、Flectobacillus sp. KSSを取得し、予定通りに実験を開始した。また、2株の培養条件や抗生物質に対する耐性確認も終了し、捕食条件下での桿菌からの糸状化も確認できた。
しかしながら、2株への遺伝子組換え実験に関しては、作業は始めたものの、成果を出すことはできなかった。これは、本研究課題の採択時期が遅れ、それに伴って実験を開始した時期が遅れたことによる。
また、まとまった研究成果につながらず、学会発表や論文発表の成果は出せなかった。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、遅れている遺伝子組み換え実験に積極的に取り組み、Flectobacillus属細菌への遺伝子改変技術の適用に関して成果を出して行きたい。
また、遺伝子組み換えに関する成果が出なくても、鞭毛虫の捕食に対する応答は得られていることから、捕食に関する特性をまとめ、研究成果として、学会発表や論文発表を実施する。

Causes of Carryover

研究課題の採択時期が遅れ、入金も遅れたため、実験開始が年度の途中となったため、１年間の予算の約半分が未使用額とし残った。次年度は、積極的に実験を行って、予算を消費する計画である。