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未知・未培養微生物の検出・モニタリングを可能にする新規視覚的検出技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J09874
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 土木環境システム
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

山口 剛士  長岡技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードFISH法 / 視覚的検出技術 / HCR法 / 原核生物 / 環境微生物 / hybridization chain reaction
研究実績の概要

平成26年度は、平成25年度に開発を行った酵素を用いない新規高感度FISH法を純粋菌株及び環境微生物中のmRNAに適用させた。
まず、標的mRNAを選定し、プローブの設計を行った。設計したプローブの適用可能性は、Clone-FISH法を用いて確認した。その結果、設計したプローブは、1塩基ミスマッチを識別できる高い特異性を有していることが明らかとなった。
次に、標的mRNAを発現させた純粋菌株を用いて純粋菌株中のmRNAの視覚的検出を試みた。その結果、標的微生物から蛍光が確認できた。さらに、プローブを用いていない系、非標的微生物を用いた系からは蛍光が得られなかった。その結果から、標的微生物から得られた蛍光は、本手法のプローブ由来であると判断した。
最後に、平成25年度で微生物群集を明らかにしたバイオリアクター内に生息する標的微生物のmRNAの視覚的検出を試みた。まず、スライド上で実験操作を行ったが、菌体数が少なく、また土壌等の不純物から非特異的な得られた。そこで、フィルター (pore size : 3.0 μm) を用いて不純物を除去し、フィルター (pore size : 0.2 μm) を用いて菌体の回収を行った。その結果、多くの菌体をフィルターに留めることに成功した。そのフィルターに対して本手法を適用させた結果、菌体以外から非特異的な蛍光があるのものの一部の菌体から蛍光が得られた。また、プローブを用いない系、交雑条件が厳しい実験条件では菌体から蛍光が得られなかった。これらの結果から、本研究で開発を行った本手法は微生物中のmRNAの視覚的検出技術として適用できることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] In situ DNA-HCR: A facilitated in situ hybridization chain reaction system for the detection of environmental microorganisms.2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Hiroyuki Imachi, Masanobu Takahashi, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi and Kengo Kubota.
    • 雑誌名

      Environmental microbiology

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 2532-2541

    • DOI

      10.1111/1462-2920.12745

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] トルエンガス処理に用いたDHSリアクター内の微生物群集構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      山口剛士, 中村将一郎, 幡本将史, 田村英輔, 谷川大輔, 川上周司, 加藤薫, 長野晃弘, 山口隆司
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 69

    • NAID

      130004962540

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Modification of in situ DNA-HCR protocol for speedy detecting environmental microorganisms2015

    • 著者名/発表者名
      山口剛士, Bernhard M. Fuchs, 川上周司, 幡本将史, 久保田健吾, Rudolf Amann, 山口隆司
    • 学会等名
      第49回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      金沢, 日本
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応を必要としない新規高感度FISH法による環境微生物のmRNAの視覚的検出2015

    • 著者名/発表者名
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 久保田健吾, 荒木信夫, 山口隆司
    • 学会等名
      第49回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      金沢, 日本
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 環境微生物の細胞壁タンパク質を検出するアプタマーの開発2015

    • 著者名/発表者名
      柿内涼太, 川上周司, 山口剛士, 山田剛史, 山口隆司
    • 学会等名
      第49回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      金沢, 日本
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応を必要としない蛍光増幅技術を用いた環境微生物のmRNAの視覚的検出2014

    • 著者名/発表者名
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 久保田健吾, 荒木信夫, 山口隆司
    • 学会等名
      2014環境微生物系合同大会
    • 発表場所
      浜松, 日本
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応を必要としない蛍光増幅技術 (HCR法) を用いた環境微生物のmRNAの視覚的検出方法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 久保田健吾, 荒木信夫, 山口隆司
    • 学会等名
      平成26年度全国大会 第69回年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪, 日本
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Applicability of in situ DNA-HCR for the detection of Archaea in anaerobic sludge2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Kengo Kubota, Hiroyuki Imachi, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi.
    • 学会等名
      15 th International Symposium on Microbial Ecology (ISME15)
    • 発表場所
      Soul, Korea
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In situ visualization of key function protein in prokaryote by in situ DNA-HCR2014

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Omiya, Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, kengo Kubota, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi.
    • 学会等名
      15 th International Symposium on Microbial Ecology (ISME15)
    • 発表場所
      Soul, Korea
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In situ visualization of mRNA in prokaryote by using in situ DNA-HCR2014

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Omiya, Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi.
    • 学会等名
      The 3rd International GIGAKU Conference in Nagaoka (3rd IGCN)
    • 発表場所
      長岡, 日本
    • 年月日
      2014-06-20 – 2014-06-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応を用いない高感度in situ HCR法による環境微生物のmRNAの視覚的検出技術の開発2014

    • 著者名/発表者名
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 久保田健吾, 中村明靖, 荒木信夫, 山口隆司
    • 学会等名
      第48回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2014-03-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 環境微生物のmRNAを標的とした酵素反応を用いない高感度FISH法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 中村明靖, 荒木信夫, 山口隆司.
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 発表場所
      アオーレ長岡(新潟)
    • 年月日
      2014-03-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In situ HCR法による環境微生物の多重染色法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      山口剛士, 川上周司, 幡本将史, 中村明靖, 荒木信夫, 山口隆司
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 発表場所
      アオーレ長岡(新潟)
    • 年月日
      2014-03-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In situ DNA-HCR : an in situ detection technique for visualizing microorganisms with low rRNA contents and low cell permeability2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Akinobu Naka mura, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The ESCANBER symposium 2014
    • 発表場所
      ホテルニューオオタニ長岡(新潟)
    • 年月日
      2014-03-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] トルエンガス処理に用いたDHSリアクター内の微生物群集構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      山口剛士, 中村将一郎, 幡本将史, 田村英輔, 谷川大輔, 川上周司, 加藤薫, 長野晃弘, 山口隆司
    • 学会等名
      第50回環境工学研究フォーラム
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2013-11-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In situ HCR法を応用させた原核生物の新規mRNA検出技術の開発2013

    • 著者名/発表者名
      大宮恭平, 山口剛士, 幡本将史, 川上周司, 中村明靖, 山口隆司
    • 学会等名
      第31回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
    • 発表場所
      ハイブ長岡(新潟)
    • 年月日
      2013-11-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規蛍光増幅技術(HCR)法を用いた高感度FISH法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      山口剛士, 川上周司, 幡本将史, 久保田健吾, 高橋優信, 井町寛之, 荒木信夫, 山口隆司
    • 学会等名
      日本水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄)
    • 年月日
      2013-11-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トルエンガス処理DHSリアクター内の微生物群集構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      山口剛士, 中村将一郎, 幡本将史. 田村英輔, 谷川大輔, 川上周司, 加藤薫, 長野晃弘, 山口隆司
    • 学会等名
      第68回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      2013-09-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Archaea in an up-flow anaerobic sludge blanket reaction by in situ hybridization chain reaction-fluorescence in situ hybridization2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Masanobu Tak ahashi, Kengo Kubota, Hiroyuki Imachi, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 13th World Congress on Anaerobic Digestion (AD13)
    • 発表場所
      Santiago de Compostela (Spain)
    • 年月日
      2013-06-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In situ HCR-FISH : an in situ technique fro detecting microorganisms with low rRNA contents and low cell permeability2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 2nd International GIGAKU Conference in Nagaoka (2nd IGGN)
    • 発表場所
      長岡技術科学大学(新潟)
    • 年月日
      2013-06-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 微生物燃料電池による廃水処理システムの最前線, 微生物検出向け新規高感度FISH法の開発(第1編 第2章 第2節)2013

    • 著者名/発表者名
      山口隆司, 山口剛士, 幡本将史, 中村明靖, 川上周司, 久保田健吾
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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