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細菌芽胞の圧力殺菌機構解明に向けた高圧NMRによる分子論的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 17K18255
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用微生物学
細菌学(含真菌学)
研究機関関西医科大学

研究代表者

前野 覚大  関西医科大学, 医学部, 助教 (70570951)

研究協力者 赤坂 一之  
金折 賢二  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード細菌芽胞 / 圧力殺菌 / 芽胞損傷 / 高圧NMR / 高圧NMR / 細菌 / 芽胞殺菌 / 分析化学
研究成果の概要

本研究の目的は、近年、現象論的に高い殺菌効率が認められた圧力前処理と熱処理を組み合わせた細菌芽胞不活性化法において、その分子機構の一端を明らかにすることである。
Bacillus subtilis natto由来の芽胞を標的に、高圧 NMR 法による分子論的アプローチ、位相差顕微鏡または走査型電子顕微鏡を用いた形態学的アプローチを行い、芽胞に対する加圧効果と加熱効果を完全に分離した上で、不活性化に至る過程を分子レベル、且つリアルタイムに観測できる新規方法論を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、これまでは単なる現象として捉えられてきた芽胞殺菌に対する物理処理の効果が初めて分子論的に検証され、その殺菌過程における分子機構の一端が明らかとなった。極めて複雑な分子集合体である芽胞の殺菌機序の理解は、生命科学、食品科学、医学など多岐の分野において学術的に有益な知見を生み出すだろう。同時にそれらが今後、食品加工分野における多様な性状の食材に対応した非加熱あるいは低温・低圧殺菌法の開発や、近年の医療分野で問題視されている集団感染を誘起する感染症原因菌芽胞の特異的なストレス耐性に対するオーダーメード殺菌技術開発などに幅広く応用されていくことが見込まれ、その社会的意義は大きいだろう。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 圧力-温度処理による芽胞死滅の高圧NMR直接観測2018

    • 著者名/発表者名
      前野覚大, 金折賢二, 藤井茂, 山﨑彬, 赤坂一之
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 28 ページ: 113-122

    • NAID

      130007402300

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧力-温度処理による芽胞死滅の高圧NMR直接観測2018

    • 著者名/発表者名
      前野覚大、金折賢二、藤井茂、山﨑彬、赤坂一之
    • 雑誌名

      日本高圧力学会誌「高圧力の科学と技術」

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007402300

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct high-pressure NMR observation of dipicolinic acid leaking from bacterial spore: A crucial step for thermal inactivation2017

    • 著者名/発表者名
      Akasaka Kazuyuki、Maeno Akihiro、Yamazaki Akira
    • 雑誌名

      Biophysical Chemistry

      巻: 231 ページ: 10-14

    • DOI

      10.1016/j.bpc.2017.04.008

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Evidence that pressure causes irreversible changes in the structure of bacterial spore: A combined NMR, SEM and fluorescence microscopic approach2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Maeno, Kenji Kanaori, Kazuyuki Akasaka
    • 学会等名
      10th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On-line high-pressure NMR technique applied to bacterial spores2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Akasaka, Akihiro Maeno, Shigeru Fujii, Kenji Kanaori
    • 学会等名
      59th Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧力殺菌過程で生じる細菌芽胞の不可逆的構造変化2018

    • 著者名/発表者名
      前野覚大, 金折賢二, 赤坂一之
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] On-line high-pressure NMR technique applied to bacterial spores2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Akasaka,Akihiro Maeno, Shigeru Fujii, Kenji Kanaori
    • 学会等名
      59th ENC conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加圧-温度処理による芽胞死滅のNMR直接観測2017

    • 著者名/発表者名
      前野覚大, 金折賢二, 藤井茂, 山﨑彬, 赤坂一之
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct observation of pressure-assisted thermal sterilization on bacterial spores2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Maeno, Kenji Kanaori, Akira Yamazaki, Kazuyuki Akasaka
    • 学会等名
      9th International Meeting on Biomolecule under Pressure
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 芽胞死滅過程の直接NMR観測:加圧によるDPAの流出2017

    • 著者名/発表者名
      赤坂一之, 前野覚大, 山﨑彬
    • 学会等名
      第64回生化学会近畿支部会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 関西医科大学医学部医化学講座ホームページ(教員業績)

    • URL

      http://research.kmu.ac.jp/kmuhp/Koza?kyoinId=ybkkeo

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 関西医科大学医学部化学教室ホームページ(教員業績)

    • URL

      http://research.kmu.ac.jp/kmuhp/Koza?kyoinId=ybkkeo

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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