2014 Fiscal Year Research-status Report
遺伝子定量技術を利用した水源におけるカビ臭産生微生物の早期検出・定量手法の開発
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24760440
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| Research Institution | National Institute of Public Health |
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Principal Investigator |
岸田 直裕 国立保健医療科学院, その他部局等, 主任研究官 (10533359)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 水道 / カビ臭 / 遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、カビ臭産生微生物・発生箇所の新規特定手法として、遺伝子定量技術（定量PCR法）に着目した。定量PCRは、微生物由来の遺伝子を対象とした定量手法であり、再現性が高い手法として知られている。水環境分野では、ノロウイルス等の病原微生物や藍藻毒を発生する有毒シアノバクテリアの定量に利用されている。カビ臭産生微生物に対しては、これまであまり用いられていない技術であるが、近年、カビ臭原因物質の合成にかかわる遺伝子の存在が報告され、これらの遺伝子領域を対象とした定量PCR系の構築が期待されている。
以上の背景に鑑み、本研究では、操作が簡便かつ迅速で、定量的な結果が得られる定量PCRを利用して、水道水源におけるカビ臭産生微生物の早期検出・定量手法を開発することを最終目的としている。
今年度は、前年度までに特異性を確認したカビ臭原因物質（ジェオスミン）を産生するシアノバクテリアを対象とした定量PCR系を利用して、国内の水道水源において、カビ臭を産生する微生物の関連遺伝子量とカビ臭原因物質濃度等の関係を調べた。さらに、国内の水道水源底層に生息する放線菌が保有するジェオスミン合成酵素遺伝子geoAの保存性について調査した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までに、カビ臭原因物質の一つであるジェオスミンを産生するシアノバクテリアを対象とした定量PCR系について検討を進めている。全国広範囲の浄水場を対象として筆者らが実施したアンケート調査において、臭気原因物質の中でもジェオスミンは最も深刻な物質であることが明らかとなった。また、主な臭気産生微生物は、シアノバクテリアのうちAnabaena属であることがわかっており、この微生物のカビ臭産生有無を早期に発見することは重要な課題である。本研究では、ジェオスミン生合成に関与していると推定されている遺伝子を対象とした定量PCR系の特異性を調査するため、カビ臭被害が発生しやすい国内の複数のダム貯水池、河川等の水源から、ジェオスミン産生/非産生Anabaena属、その他のシアノバクテリアを分離・培養した。当初の研究計画以上の数の分離株を入手することに成功している。定量PCR系をこれらの株に適用し、当初の研究計画通り、特異性の高い定量PCR系を選定することができた。一方、今年度に実施した水道水源におけるカビ臭産生シアノバクテリアの存在実態とその微生物が保有する遺伝子に関する調査においては、国内の水道水源に存在するシアノバクテリアが有するジェオスミン合成酵素遺伝子を簡便に検出できることを明らかとしたが、台風等の影響で微生物が流出し、カビ臭原因物質濃度が高まらなかったため、遺伝子量と原因物質濃度の関係は明らかとならなかった。
また、カビ臭原因物質を産生することが知られている放線菌については、これまでジェオスミン合成酵素遺伝子が高度に保存されていることがわかっていなかったが、本調査により、ジェオスミン合成酵素遺伝子geoAが高度に保存されていることが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、前年度までに確立した水道水源調査方法、ジェオスミンを産生するシアノバクテリアを対象とした定量PCR系を用いて、国内のダム貯水池等を対象とした水道水源調査を精力的に実施する予定である。特にAnabaena属が原因のカビ臭被害が発生しやすい水道水源を対象とする予定である。
具体的には、水試料を濃縮した後、直接核酸抽出と定量PCRに供することで、定量PCR系の実用性について評価するとともに、ジェオスミン生合成に関連していると推測される遺伝子数とジェオスミン濃度の相関関係を調査する。この検討過程で、定量PCR系の特異性に問題が生じた場合は、プライマー・プローブの修正等を再度行う。水道水源調査にあたっては、採水地点に詳しい方の協力が不可欠であることから、研究代表者の所属機関が有するネットワークを利用して、水道事業体の職員の方々に採水等を協力していただく予定である。また、次年度に関しても、台風等の気候の影響で、カビ臭原因物質が高濃度となった時の調査が実施できない可能性があることから、1水源のみでなく、複数の水源において調査を行い、できる限り有用なデータを取得できるように工夫を行う予定である。
また、本研究で得られた成果を学会等で公表することで、技術・知見の普及に努める予定である。
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| Causes of Carryover |
水道水源にてカビ臭産生微生物の存在実態とその微生物が保有する遺伝子に関する調査を実施する予定であったが、例年カビ臭被害が発生する時期に台風が発生し、微生物が流出してしまったため、有効な調査を実施することができなかった。このため、調査費用が残ってしまった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度未使用額（残額）は、前年度有効な調査を実施することができなかった水道水源における調査費用として主に使用する予定である。具体的には、試料の採取・運搬・濃縮費用、遺伝子抽出・解析費用等である。
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