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乳酸菌ラクトバシラスの新たなニッチAPEN獲得能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05419
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関北九州工業高等専門学校

研究代表者

水野 康平  北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (80342583)

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 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード乳酸菌 / ラクトバチルス / 大腸菌 / 共生 / Lactobacillus / 相互作用 / プロバイオティクス / カゼイ / ラクトバシラス / 共培養 / プラスミド / 突然変異 / Lactobacullus / 腸内細菌叢
研究成果の概要

ある種のラクトバシラスが、貧栄養条件下で隣接する大腸菌細胞とマイクロ共凝集体を形成して効率的に増殖する現象を発見した。この乳酸菌と大腸菌の新しい相互作用のメカニズムを生態学的ニッチの新しい概念「隣接可能型生態学的ニッチAdjacent-Possible Ecological Niche (APEN)」として定義して、そのメカニズムを解明することを目的とした。まず、リステリア用プラスミドpJEBan6の導入に成功した。また、大腸菌とカゼイは、共培養条件で的確に培地交換することで生菌数を維持した。これは、両菌が安定的に相互作用しながら共存できることを示しており、生態学的に重要と考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

乳酸菌の1種ラクトバシラスは、腸管において常に少数者(0.1~数%)だが、乳酸や抗菌性物質を生産して菌叢全体を安定化させて、有害菌の侵入を防ぐ。本研究は、多くの栄養素を外部からの供給に依存する乳酸菌が、どのようにして、貧栄養環境で生存するかについて、新しい知見をもたらした。隣接する他種細菌に強力に依存して生育できるこの新しく発見された能力は、腸内環境における乳酸菌の定着や生存戦略についての定説に重要な示唆を与えるものであり、今後、腸内細菌のバランスによる疾患やその予防法などにも重要な視点を与える。
今後、本現象を分子メカニズムまで解明できれば、新しい腸内細菌叢の制御にもつながると期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Novel multicellular prokaryote discovered next to an underground stream2020

    • 著者名/発表者名
      Kouhei Mizuno, Mais Maree, Toshihiko Nagamura, Akihiro Koga, Satoru Hirayama, Soichi Furukawa, Kenji Tanaka, Kazuya Morikawa
    • 雑誌名

      Biorxiv

      巻: nd

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Vinylpyrroles: solid-state structures and aggregation-induced emission properties2019

    • 著者名/発表者名
      Okawara Toru、Matsufuji Yurina、Mizuno Kouhei、Takehara Kenji、Nagamura Toshihiko、Iwasa Seiji
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 号: 40 ページ: 22817-22822

    • DOI

      10.1039/c9ra04088a

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Production of pigments by Rhodotorula mucilaginosa2018

    • 著者名/発表者名
      Wai XianLau, Octavio Carvajal-Zarrabal, Cirilo Nolasco-Hipólito, Mizuno Kouhei,Zayn Al-Abideen Gregory, Mohammad Omar Abdullah, Seng ChiewToh, Samuel Lihan
    • 雑誌名

      Malaysian Journal of microbiology

      巻: 14 ページ: 344-350

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 乳酸菌と大腸菌の共培養に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      有田光騎、園田達彦、水野康平
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会(2019年7月13日北九州市)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 新種細菌HS-3の形成するコロニーの形態学的基礎研究2019

    • 著者名/発表者名
      古賀暁洋、水野康平
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会(2019年7月13日北九州市)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視光応答型光触媒による大腸菌の光殺菌効果の検討2019

    • 著者名/発表者名
      嘉村槙一、小畑賢次、水野康平、松嶋茂憲
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部秋季研究発表会(2019年11月12日福岡県春日市)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] New bacterium controls cells just like nematic liquid crystals for two-dimensional life2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Koga, Mari Takahara, Tatsuhiko Sonoda, Toshihiko Nagamura, Kouhei Mizuno
    • 学会等名
      第29回日本MRS年次大会(2019年11月27日横浜市)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Morphological changes of Lactobacillus casei in a long-term co-culture with Escherichia coli2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ito, Tatsuhiko Sonoda, Kouhei Mizuno
    • 学会等名
      第12回日韓合同バイオセンシングテクノロジーシンポジウム(北九州市)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] New cave bacterium forms liquid crystal-like colony2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Koga, Satoko Nakanomori, Mari Takahara, Tatsuhiko Sonoda, Toshihiko Nagamura, Kouhei Mizuno
    • 学会等名
      第12回日韓合同バイオセンシングテクノロジーシンポジウム(北九州市)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 広域宿主プラスミドpJRD215のLactobacillus属への形質転換法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      馬場佳也、水野康平
    • 学会等名
      第55回化学関連合同支部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光タンパク質遺伝子の乳酸菌への形質転換法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤瞭、水野康平
    • 学会等名
      第55回化学関連合同支部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Phylogenomic analysis of catalase genes of lactic acid bacteria in the order Lactobacillales2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Fukuda、Kouhei Mizuno
    • 学会等名
      微生物生態学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Transformation of a red fluorescent protein DsRed into Lactobacillus casei2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ito, Kouhei Mizuno
    • 学会等名
      第11回日韓合同バイオマイクロセンシングテクノロジーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乳酸菌の細胞コンタクトを介した新しい環境適応能力2018

    • 著者名/発表者名
      水野康平
    • 学会等名
      第115回有機デバイス研究会「有用菌の科学と産業応用」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two bacterial survival strategies: Adjacent-Possible ecological niche (APEN) of lactic acid bacteria, and polyhydroxyalkanoates (PHA) as a carbon and energy storage compound.2018

    • 著者名/発表者名
      水野康平
    • 学会等名
      筑波大学医学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Two bacterial survival strategies: APEN of LAB...

    • URL

      http://www.md.tsukuba.ac.jp/gradmed/seminar/pdf/190123.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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