2015 Fiscal Year Annual Research Report
沙漠地帯から越境輸送される黄砂バイオエアロゾルを標的とした高高度大気調査
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26304003
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
牧 輝弥 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70345601)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市瀬 孝道 大分県立看護科学大学, 看護学部, 教授 (50124334)
小林 史尚 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (60293370)
柿川 真紀子 金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (10359713)
松木 篤 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 准教授 (90505728)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオエアロゾル / 健康影響 / 黄砂 / 越境汚染大気 / PM2.5 / 生物多様性 / 微生物生態 / 細菌群集構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中国大陸では，沙漠地帯(ﾀｸﾗﾏｶﾝ沙漠，ゴビ沙漠)で巻き上がる鉱物粒子が増え，アジア一円での黄砂現象が大規模化しつつある。近年，黄砂や汚染大気と挙動をともにするカビや細菌(バイオエアロゾル)が，生態系(動植物や微生物)やヒト健康へ与える影響について強い関心が寄せられてきた。そのため，大気中の微生物を対象とした研究が国内外で活発化し，地上や山岳で大規模な大気観測調査がなされ，砂塵（ｱﾌﾘﾝｶﾝﾀﾞｽﾄ・黄砂）による微生物の大陸間輸送が明らかになりつつある。
これまで、2014年と2015年に黄砂飛来を網羅的に観測できる日中韓蒙全７サイトにおいて，気球，ヘリコプター，船舶および山岳積雪調査を併用して，同一黄砂時に黄砂鉱物粒子の採取調査を行った。培養を経ない遺伝子分析法（次世代シーケンサー）によって，黄砂鉱物粒子に付着する微生物叢の群集構造を系統分類学的に解析した結果，ジフテリアや結核菌との近縁種が風送されやすいことが明らかとなった。さらに、集積培養法を併用して未知微生物種（非優占種）を分離培養したところ，Bacillusで複数種の長距離輸送を遺伝子多型解析で実証できた。さらに，分離株の遺伝子配列情報を解析した結果，長距離輸送種しか持ち得ない遺伝子配列を発見した。一方、分離株を環境試料（水・土壌）へ添加する生理培養実験を実施したところ，細菌が沈着し優占する可能性は極めて低いと言える。今後、分離株を使った動物実験と細胞実験によって，ヒト健康影響を評価する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2014年と2015年に黄砂飛来を網羅的に観測できる日中韓蒙全７サイトにおいて，気球，ヘリコプター，船舶および山岳積雪調査を併用して，同一黄砂時に黄砂鉱物粒子の採取調査を行い、十分な試料を得る事に成功した。全300以上の試料を、次世代シーケンサーで解析し、その微生物種組成を分析するのに、バイオインフォマティクスに秀でたオークランド工科大学の協力を得た。その為、遺伝子解析は格段と進展し、長距離輸送種の候補が多数選別され、分離培養法の改善策にも選択肢が広がった。今後、飛躍的に未知微生物が分離培養され、その特徴が明らかになる。現在取り扱っているデータは、当初の予定では考えられなかったデータ量であり、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2016年度は、これまでタクラマカン砂漠でのみ実施してきた気球観測を、ゴビ砂漠で実施し、黄砂飛来量の多いゴビ砂漠での微生物の大気拡散メカニズムを明らかにする。また、飛来地として、蘭州大学の協力を得て、蘭州からゴビ砂漠にかけて一帯も観測地に加え、観測サイトの重点化をはかる。これらの観測での重点化は、現在解析中の膨大な大気粒子試料から得られる知見を検証するのに役立ち、異なる場合（長距離輸送種が異なるなど）はさらなる実験計画を講じる。さらに、大気中浮遊微生物の分離培養株が揃ってきたため、動物実験を本格的に実施していきたい。
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| Causes of Carryover |
野外調査のための消耗品が想定より安価となった。また、予定していた黄砂観測が天候不順のため翌年度に延期とした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の調査において使用する。
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Research Products
(35 results)
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[Journal Article] Vertical distribution of airborne bacterial communities in an Asian-dust downwind area, Noto Peninsula2015
Author(s)
T. Maki, K. Hara, F. Kobayashi, Y. Kurosaki, M. Kakikawa, A. Matsuki, C. Bin, G. Shi, H. Hasegawa, Y. Iwasaka
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Journal Title
Atmospheric Environment
Volume: 119
Pages: 282-293
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Comparisons of the community structures of airborne bacteria between Asian dust (Kosa) source and downwind areas, , August 11, 2015 Lanzhou, China (招待講演).2015
Author(s)
T. Maki, F. Kobayashi, M. Kakikawa, A. Matsuki, K. Kai, Y. Kurosaki, K. Onishi, M. Shinoda, B. Chen, G. Shi, Y. H. Kim, C. S. Hong, K. Watanabe, Y. Iwasaka
Organizer
International workshop on Outbreaks of Asian Dust and Environmental Regime Shift - Second JSPS Seminar
Place of Presentation
Lanzhou, China
Year and Date
2015-08-11 – 2015-08-11
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Variations in the structure of airborne bacterial communities in Asian dust (Kosa) source and downwind areas2015
Author(s)
T. Maki, F. Kobayashi, M. Kakikawa, A. Matsuki, K. Hara, Y. Kurosaki, K. Ohishi, B. Chen, G. Shi, Y.H. Kim, C.S. Hong, Y. Iwasaka
Organizer
2015 Asian Aerosol Conference
Place of Presentation
Kanazawa, Kanazawa Tokyu Hotel
Year and Date
2015-06-24 – 2015-06-27
Int'l Joint Research / Invited
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