遺伝子配列特異的微生物回収技術の開発とそれを用いた廃水処理微生物群集の機能解明

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22760404
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 久保田 健吾 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80455807)
• Keywords: 微生物 / 回収技術

Research Abstract

本研究は、廃水処理複合微生物群集から我々が開発してきたtwo-pass TSA-FISHを用いて特定機能遺伝子配列情報に基づいて微生物を染色し、それらを抗原抗体反応を用いてマグネットビーズにより回収後、DNA抽出・核酸増幅を経てこれら細胞の分子系統および機能を解明するための技術を開発しようとするものである。これまでに分離・培養されていない未知微生物群からの遺伝子資源の回収とコミュニティメカニズムの解明を行うことで、排水処理システムにおける微生物コミュニティ解明のための基盤ツールの提供を目指した。
H23年度はH22年度に引き続き、マグネットビーズを用いた微生物回収法の開発を行った。集積率が低い原因として、1.5mlチューブで全ての作業を行うため、菌濃度が非常に高くなってしまうこと、また壁面に補足する菌体が集まるときに余剰物を巻き込みやすいことが分かったため、より大きな反応系でマグネットビーズの回収を行う事が適切であるとの結果に至った。また、「メンブレンの溶解は、アガロースで包埋した後に溶解させると、目視レベルでは問題ないが顕微鏡観察するとフロックが形成されていることが明らかになった。これを破砕するために、熱処理などを試みたがうまく行かず、最終的には超音波で破砕することが最も適した方法であることが分かった。
この他、回収技術を適用するサンプルの予備的知見として、フェノール廃水を処理するUASBリアクター汚泥中の微生物群集構造を解析し、フェノール分解に関与する微生物群に関する遺伝子レベルでの情報を蓄積した。

Research Products

• [Journal Article] Detection of single-copy functional genes in prokaryotic cells by two-pass TSA-FISH with polynucleotide probes (2012)
  • Author(s): Kawakami, S., T.Hasegawa, H.Imachi, T.Yamaguchi, H.Harada, A.Ohashi, K.Kubota
  • Journal Title: Journal of Microbiological Methods Volume: 88 Pages: 218-223
  • DOI: 10.1016/j.mimet.2011.11.014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hybridization Chain Reaction (HCR)法を用いた新規高感度FISH法の開発 (2011)
  • Author(s): 山口剛士, 川上周司, 幡本将史, 高橋優信, 久保田健吾, 井町寛之, 荒木信夫, 山口隆司
  • Journal Title: 土木学会論文集G(環境) Volume: 67 Pages: III_93-III_98
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] UASB-DHSシステムによる高濃度フェノール廃水の連続処理特性とUASB内微生物叢解析 (2011)
  • Author(s): 山田真義, 久保田健吾, 高橋優信, 田中秀治, 山口隆司, 長野晃弘, 原田秀樹, 山内正仁
  • Journal Title: 土木学会論文集G(環境) Volume: 67 Pages: III_75-III_84
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 未培養微生物群の新規rrnオペロン解析法の開発 (2012)
  • Author(s): 白取早恵, 久保田健吾, 原田秀樹
  • Organizer: 第46回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 東洋大学
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] フェノール廃水処理UASBグラニュール汚泥の微生物群集構造解析 (2012)
  • Author(s): 五十嵐慧, 久保田健吾, 山田真義, 長野晃弘, 原田秀樹
  • Organizer: 第46回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 東洋大学
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] nanoSIMSを用いた微生物機能解明のためのGISH法の開発 (2012)
  • Author(s): 久保田健吾, 諸野祐樹, 原田秀樹, 稲垣史生
  • Organizer: 第46回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 東洋大学
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] LNA置換プローブを用いたFISH法における交雑時間の短縮 (2012)
  • Author(s): 塚越大祐, 久保田健吾, 原田秀樹
  • Organizer: 平成23年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • Place of Presentation: 秋田大学
  • Year and Date: 2012-03-03
• [Presentation] LNA-FISH (2011)
  • Author(s): Kubota, K.
  • Organizer: 1st FISH camp in Bremen
  • Place of Presentation: Bremen, Germany
  • Year and Date: 2011-06-15
• [Presentation] Two-pass TSA-FISH (2011)
  • Author(s): Kubota, K.
  • Organizer: 1st FISH camp in Bremen
  • Place of Presentation: Bremen, Germany
  • Year and Date: 2011-06-14