生来の腸内細菌に着目した微小動物の形質制御技術の開発と水質浄化への応用

• 研究課題/領域番号: 18H03396
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 清水 和哉 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (10581613)
• 研究分担者: 岩見 徳雄 明星大学, 理工学部, 准教授 (00353532) ; 杉浦 則夫 筑波大学, 生命環境系(名誉教授), 名誉教授 (10302374) ; 間世田 英明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10372343) ; 張 振亜 筑波大学, 生命環境系, 教授 (20272156) ; 岡野 邦宏 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (30455927) ; 雷 中方 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30634505) ; 内海 真生 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60323250) ; 板山 朋聡 長崎大学, 工学研究科, 教授 (80353530)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 微小動物 / 腸内細菌 / 微生物群集構造解析 / 藍藻類 / 微生物群集構造

研究成果の概要

本研究は、ミクロシスチン産生藍藻類の捕食者を分離し、地域によらず近縁な捕食者を検出・分離し、新たな捕食者も分離した。また、これら捕食者とその共生ミクロシスチン分解菌、藻類-細菌グラニュールを活用した水圏浄化技術を構築した。この基礎として、ミクロシスチン分解菌と共生していない捕食者は、ミクロシスチンの毒性影響を受けること、ミクロシスチンは産生藍藻類の防御機構であることを明らかにした。さらに共生細菌によるミクロシスチン捕食圧の向上を示唆する結果を得た。本研究は捕食者の共生細菌に着目した実際の現場で利用可能な水環境修復技術を構築するための解析ツールおよび実際現場で活用できる水圏浄化技術を創出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義：本研究において、捕食者は共生ミクロシスチン分解菌が十分量保持されていない場合、ミクロシスチンの毒性影響を受けることを解明した。またミクロシスチン曝露下において、共生ミクロシスチン分解菌の細胞密度が高い程、捕食者の増殖促進を示唆する結果を得た。加えて、捕食者を解析するための新たな解析ツールを開発した。
社会的意義：水源池の富栄養化に伴い有毒物質を産生する藍藻類が，浄水処理障害や淡水養殖産業に被害をもたらし，安全・安心な淡水資源の確保や利用のための対策が急務となっている。本研究は，淡水資源を確保できる技術開発であり，気候変動による藻類汚濁水域の発生・拡大に対応できる技術となり得る。