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病害防御機能を持つ魚類表皮由来プロバイオティクス の作用メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H02539
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27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

中谷 肇  名古屋大学, 工学研究科, 講師 (80456615)

研究分担者 堀 克敏  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50302956)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワードプロバイオティクス / 細菌叢 / 魚病 / 抗菌物質同定 / 表皮細菌叢解析 / 菌叢解析 / 魚類 / 表皮細菌叢
研究開始時の研究の概要

水産養殖の生産拡大につれ、魚病対策が重要視される中、プロバイオティクスを用いた魚病対策が研究されている。申請者は最近の研究で、水中に投入した表皮由来の有用細菌(表皮由来プロバイオティクス)が表皮に付着し、病原菌の魚への感染を防ぐことを明らかにしてきたが、その作用メカニズムは不明であった。本研究では、水中に投入した魚類表皮由来プロバイオティクスの作用機序を、表皮細菌フローラおよび病原菌との関係、ホストの表皮免疫機構との関係に注目して明らかにする。これにより、病害防除に有効な表皮細菌フローラを魚類に構成するための方法論である「魚類表皮版プロバイオティクス」とうい新たな病害防除の実現可能性を示す。

研究成果の概要

魚類の病原菌の増殖を抑える細菌Pseudomonas mosselii KHZF1を水中に複数回投入すると、魚への病原菌感染を抑える効果があることを示した。その効果は、水中投与することで、KHZF1の表皮細菌叢における割合が大きく増加する効果と、KHZF1が生産する抗菌物質により発揮されることが示唆さた。KHZF1が生産する抗菌物質の同定を試み、抗菌物質がPseudoiodinineと呼ばれる既知の物質であることが明らかとなり、この物質は低濃度で様々な魚類病原菌に対して増殖抑制効果を示した。今後は病害防除効果の発揮に抗菌物質がどのように関わっているかを明らかにする。

研究成果の学術的意義や社会的意義

広い科学の観点から魚介類表皮プロバイオティクス技術の基盤となる研究は、魚介類の表面をモデルとしたホスト-微生物叢間の相互作用に関する基礎的研究ともいえる。次世代シーケンス技術の発達によりDNAの網羅的なシーケンスが可能となって以来、動物や植物の表面や、環境に形成されている微生物叢がそれらの動植物の健康や生態系サービスにとって重要な役割を持つことが明らかになっている。このように現在、微生物叢の構成の重要さが様々な分野で認識されつつあるなかで、本研究開発で得られた知見は、将来的に魚介類の養殖にとどまらず、環境・医療・農業・水産など様々な分野での活用がみこまれる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Oslo(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Research Center for Applied Microbiology/Research Center for MLB(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Research Center for Applied Microbiology(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Perturbation by antimicrobial bacteria of the epidermal bacterial flora of rainbow trout in flow-through aquaculture.2022

    • 著者名/発表者名
      Nakatani H., Yamada N., Hashimoto N., Okazaki F., Arakawa T., Tamaru Y., Hori K
    • 雑誌名

      Biology

      巻: 11 号: 8 ページ: 1249-1249

    • DOI

      10.3390/biology11081249

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Study on the fish epidermal bacterial flora for fish disease control2023

    • 著者名/発表者名
      Hajime Nakatani
    • 学会等名
      MISC symposium in Oslo 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 魚介類の表皮由来プロバイオティクスによる病害防除技術の研究開発2022

    • 著者名/発表者名
      中谷肇
    • 学会等名
      生物工学会中部支部 CHUBU懇話会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 魚類 病原菌の生育を抑える ニジマス表皮由来有用細菌 の取得と その 感染 防除効果の検証2022

    • 著者名/発表者名
      中谷肇 山田尚毅 荒川友子 橋本直樹 岡﨑文美 田丸浩 堀克敏
    • 学会等名
      令和4年度日本魚病学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of a percutaneous infection model using zebrafish and Yersinia ruckeri, a fish pathogen causing enteric redmouth2021

    • 著者名/発表者名
      中谷肇 堀克敏
    • 学会等名
      Sakura-Bio Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サケ・マス類のレッドマウス病原因菌 Yersinia ruckeriの経皮感染モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      中谷肇 堀克敏
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会 沖縄大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Yersinia ruckeriを用いた経皮感染モデルの構築と 経皮感染における表皮細菌叢への影響解析2021

    • 著者名/発表者名
      中谷肇 堀克敏
    • 学会等名
      日本魚病学会 春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 飼育環境によるニジマス表皮細菌叢の変遷2021

    • 著者名/発表者名
      中谷肇 山田尚毅 荒川友子 橋本直樹 小幡宏志郎 岡崎文美 田丸浩 堀克敏
    • 学会等名
      日本水産学会 春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 新規フラボバクテリウム科細菌および魚類の保護2020

    • 発明者名
      岡崎文美 田丸浩 堀克敏 中谷肇
    • 権利者名
      岡崎文美 田丸浩 堀克敏 中谷肇
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-202121
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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