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革新的分離培養技術で解明する硝化細菌の生理生態と多様性

研究課題

研究課題/領域番号 16K18609
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物多様性・分類
研究機関早稲田大学

研究代表者

藤谷 拓嗣  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 次席研究員(研究院講師) (50708617)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードアンモニア酸化 / 亜硝酸酸化 / 分離培養 / ゲノム / 代謝物 / セルソーター / バイオリアクター / 亜硝酸酸化細菌 / 硝化 / Nitrotoga / Nitrospira / Nitrobacter / 土壌 / 有機物 / 海水 / 微生物生態 / 系統 / 多様性 / 窒素循環
研究成果の概要

硝化は,アンモニア酸化菌と亜硝酸酸化菌によって反応する,窒素循環の一部である。硝化細菌は,実験室で分離培養することが難しく,その生理生態は不明な点が多い。そこで本研究では,硝化細菌を対象とした分離培養技術を開発し,新規な硝化細菌を獲得することを目的とした。さらに,獲得した硝化細菌を特徴付けし,生理学的性質・ゲノム特性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発された分離培養技術は,工学的な培養技術と分光技術をベースとした独創的な手法である。本手法は,硝化細菌をはじめとする環境微生物全般に広く一般化できるポテンシャルを持っている。また,本研究によって,系統学的に新規な硝化細菌を特徴付けることができた。硝化細菌の生理生態を明らかにすることで,過剰な窒素化合物の流出や温室効果ガスの抑制など環境問題の解決に向け,微生物学的知見を拡充することができた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 12件)

  • [国際共同研究] デンマーク工科大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] デンマーク工科大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Genomic analysis of two phylogenetically distinct Nitrospira species reveals their genomic plasticity and functional diversity2018

    • 著者名/発表者名
      Norisuke Ushiki, Hirotsugu Fujitani, Yu Shimada, Tomohiro Morohoshi, Yuji Sekiguchi, Satoshi Tsuneda
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 8

    • DOI

      10.3389/fmicb.2017.02637

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enrichment and physiological characterization of a cold-adapted nitrite oxidizer Nitrotoga sp. from an eelgrass sediment2017

    • 著者名/発表者名
      Kento Ishii, Hirotsugu Fujitani, Tatsunori Nakagawa, Reiji Takahashi, Satoshi Tsuneda
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 83 号: 14

    • DOI

      10.1128/aem.00549-17

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrite oxidation kinetics of two Nitrospira strains: the quest for competition and ecological niche differentiation2017

    • 著者名/発表者名
      Norisuke Ushiki, Masaru Jinno, Hirotsugu Fujitani, Toshikazu Suenaga, Akihiko Terada, Satoshi Tsuneda
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 123 号: 5 ページ: 581-589

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2016.12.016

    • NAID

      40021205367

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 見過ごされたアンモニア酸化細菌:Nitrosomonas属の新規な生理学,ゲノミクス,環境分布2019

    • 著者名/発表者名
      藤谷拓嗣,菊池脩太,石井拳人,関口勇地,常田聡
    • 学会等名
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 網羅的遺伝子発現解析による硝化菌の形態変化がもたらす生存戦略の解明2019

    • 著者名/発表者名
      一色理乃,藤谷拓嗣,田中大器,関口哲志,常田 聡
    • 学会等名
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ピルビン酸存在下での亜硝酸酸化細菌Nitrotogaの混合栄養的な増殖様式2019

    • 著者名/発表者名
      石井拳人,藤谷拓嗣,関口勇地,常田 聡
    • 学会等名
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Genomic and physiological characteristics of novel nitrite-oxidizing Nitrospira isolated from a drinking water treatment plant2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Fujitani, Kengo Momiuchi, Kento Ishii, Masaru Jinno, Norisuke Ushiki, Yuji Sekiguchi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      17th International society for microbial ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth variability at the single-cell level affects culturability of environmental microorganisms2018

    • 著者名/発表者名
      Rino Isshiki, Hirotsugu Fujitani, Daiki Tanaka, Tetsushi Sekiguchi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      17th International society for microbial ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Isolation process and genomic analysis of nitrite oxidizer Nitrotoga sp. provide insights on physiological characteristics and clues to promote the growth2018

    • 著者名/発表者名
      Kento Ishii, Hirotsugu Fujitani, Yuji Sekiguchi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      32th Japanese Society Microbial Ecology Annual Meeting and 10th Asian Symposium on Microbial Ecology,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth heterogeneity in pure cultures affects the culturability2018

    • 著者名/発表者名
      Rino Isshiki, Hirotsugu Fujitani, Daiki Tanaka, Tetsushi Sekiguchi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      32th Japanese Society Microbial Ecology Annual Meeting and 10th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cultivation of novel nitrite oxidizer Nitrospira from acidic soil2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Takahashi, Hirotsugu Fujitani, Yuhei Hirono, Masahito Hayatsu, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      32th Japanese Society Microbial Ecology Annual Meeting and 10th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 革新的分離培養技術による新規なcomammox細菌の獲得と生存戦略の解明2017

    • 著者名/発表者名
      野町真名実,藤谷拓嗣,長谷部吉昭,江口正浩,常田 聡
    • 学会等名
      第19回化学工学会学生発表会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Nitrospiraの亜硝酸酸化活性を制御するQuorum-sensing機構の発見2017

    • 著者名/発表者名
      牛木章友,藤谷拓嗣,諸星知広,常田 聡
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      藤沢
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] セルソーターによって分取された凝集体内の微生物間相互作用の解明2017

    • 著者名/発表者名
      石井拳人,藤谷拓嗣,常田 聡
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      藤沢
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparative genomics of phylogenetically distinct two Nitrospira strains isolated from activated sludge2017

    • 著者名/発表者名
      Norisuke Ushiki, Hirotsugu Fujitani, Yu Shimada, Tomohiro Morohoshi, Yuji Sekiguchi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      5th International Conference on Nitrification
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth heterogeneity in pure cultures of nitrifiers2017

    • 著者名/発表者名
      Rino Isshiki, Hirotsugu Fujitani, Daiki Tanaka, Tetsushi Sekiguchi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      5th International Conference on Nitrification
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome-informed isolation of nitrite oxidizer Nitrotoga sp.2017

    • 著者名/発表者名
      Kento Ishii, Hirotsugu Fujitani, Tatsunori Nakagawa, Reiji Takahashi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      5th International Conference on Nitrification
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 硝化菌単一菌株集団でみられる形態と増殖能の不均一性2017

    • 著者名/発表者名
      一色 理乃, 藤谷 拓嗣, 田中 大器, 関口 哲志, 常田 聡
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノムから推定する遅増殖性Nitrotogaの活性促進因子2017

    • 著者名/発表者名
      石井 拳人, 藤谷 拓嗣, 常田 聡
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 完全アンモニア酸化能を保持するComammox細菌の分離培養と生理生態2017

    • 著者名/発表者名
      野町 真名実, 藤谷 拓嗣, 長谷部 吉昭, 江口 正浩, 常田 聡
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 微生物凝集体ソーティングによる未培養な亜硝酸酸化細菌Nitrotogaの獲得と生存戦略2016

    • 著者名/発表者名
      石井拳人,藤谷拓嗣,中川達功,高橋令二,常田 聡
    • 学会等名
      第31回日本微生物生態学会
    • 発表場所
      横須賀
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Ammonia concentration determines ecological niche differentiation of Nitrospira as nitrite-oxidizers in activated sludge2016

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Fujitani, Masaru Jinno, Norisuke Ushiki, Toshikazu Suenaga, Akihiko Terada, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      6th International Conference Microbial Ecology and Water Engineering
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct isolation of microcolonies from activated sludge opens the window of unrecognized genus Nitrosomonas as ammonia oxidizers2016

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Fujitani, Takuma Abe, Norisuke Ushiki, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      16th International Society for Microbial Ecology
    • 発表場所
      Montreal
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative genomic analysis of phylogenetically distinct two Nitrospira strains isolated from a wastewater treatment plant2016

    • 著者名/発表者名
      Norisuke Ushiki, Hirotsugu Fujitani, Yuji Sekiguchi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      16th International Society for Microbial Ecology
    • 発表場所
      Montreal
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physiological characterization of Nitrotoga-like bacteria enriched from coastal sand2016

    • 著者名/発表者名
      Kento Ishii, Hirotsugu Fujitani, Tatsunori Takahashi, Reiji Takahashi, Satoshi Tsuneda
    • 学会等名
      16th International Society for Microbial Ecology
    • 発表場所
      Montreal
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規な分離培養技術によって獲得された硝化細菌の生理・ゲノム特性2016

    • 著者名/発表者名
      藤谷拓嗣,牛木章友,神野 大,安部拓磨,常田 聡
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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