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湖沼中の難分解性有機物の産生はウイルスによって加速されるか?

研究課題

研究課題/領域番号 20H04323
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63010:環境動態解析関連
研究機関京都大学

研究代表者

清水 芳久  京都大学, 工学研究科, 教授 (20226260)

研究分担者 松田 知成  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50273488)
沈 尚  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, JSPS特別研究員 (20882426)
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
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード湖沼 / 細菌 / ウイルス / 溶菌 / 難分解性有機物 / 溶菌由来有機物 / バクテリオファージ / 琵琶湖 / ファージ / 単離 / 湖沼難分解性有機物 / ウイルス分流
研究開始時の研究の概要

本研究では、ウイルス感染によって再生産される溶菌由来有機物が本当に易分解であるの
か、そして細菌群集はそれらを利用して難分解性有機物を産生しているのかを実験的に明らかにする。これにより湖沼生態系においてウイルス分流(細菌→溶菌由来有機物)が難分解性有機物を産生する上での「加速装置」として働いているという仮説を検証する。

研究成果の概要

本研究は、湖沼における細菌のウイルス感染、およびそれに伴う溶菌が湖内有機物循環にどのような影響を与えるのかを明らかにすることを目的とした。1年を通した琵琶湖調査から、数少ない細菌種が細菌生産の多くに寄与しており、それらの存在量がウイルス感染によって抑制されていることが示唆された。つまりこれらの細菌-ウイルス感染系が溶菌に関わっている可能性がある。またモデル細菌およびファージを用いた室内実験から、溶菌有機物が比較的早く細菌に利用され、難分解性有機物に変換されていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

難分解性有機物は海洋において重要な炭素貯蔵庫としての役割を担っているが、湖沼ではその蓄積が生態系や我々人間の水利用へ悪影響を及ぼすと懸念されている。湖沼において難分解性有機物の起源の解明は重要なテーマであり、現在も活発に研究がなされているが、依然として明確な答えを出せずにいる。本研究の成果は、今後、温暖化が湖沼の難分解性有機物にどのような影響を与えるのかを考える際に、ウイルス感染の重要性を明らかにする点で重要な意義を持つ。

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

    (17件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Draft Genome Sequences of Sphingomonadaceae Strains Isolated from a Freshwater Lake2022

    • 著者名/発表者名
      Shen Shang、Anazawa Tetsunobu、Matsuda Tomonari、Shimizu Yoshihisa
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 11 号: 5

    • DOI

      10.1128/mra.00070-22

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Complete Genome Sequence of a Phage Infecting Sphingomonadaceae2022

    • 著者名/発表者名
      Shen Shang、Anazawa Tetsunobu、Matsuda Tomonari、Shimizu Yoshihisa
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 11 号: 7

    • DOI

      10.1128/mra.00366-22

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cyanobacteria And Their Phages Revealed Through Metagenomic Analysis In A Freshwater Lake2022

    • 著者名/発表者名
      Shen Shang、Tominaga Kento、Tsuchiya Kenji、Matsuda Tomonari、Yoshida Takashi、Shimizu Yoshihisa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th International Conference of Recent Trends in Environmental Science and Engineering

      巻: -

    • DOI

      10.11159/rtese22.120

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seasonal Variation in Viral Infection Rates and Cell Sizes of Infected Prokaryotes in a Large and Deep Freshwater Lake (Lake Biwa, Japan)2021

    • 著者名/発表者名
      Shang Shen, Yoshihisa Shimizu
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12:624980

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.624980

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 太陽光利用オンサイト処理に向けた光触媒層/セラミック平膜処理によるウイルスへの除去効果2023

    • 著者名/発表者名
      丹後元秀、 本間亮介、沈尚、 竹内悠、 鮫島正一、 西村文武、新井喜明
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 水環境中のウイルス・溶存態DNAの濃縮・分離法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      和田浩幸、沈尚、井原賢、西村文武
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細菌およびウイルスが保有する薬剤耐性遺伝子の存在実態〜琵琶湖流域を対象として〜2023

    • 著者名/発表者名
      沈尚、茂田空、杉江由規、霜鳥孝一、松田知成、清水芳久
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Cyanobacteria and their phages revealed through metagenomic analysis in a freshwater lake2022

    • 著者名/発表者名
      Shang Shen, Kento Tominaga, Kenji Tsuchiya, Tomonari Matsuda, Takashi Yoshida, Yoshihisa Shimizu
    • 学会等名
      The 6th International Conference of Recent Trends in Environmental Science and Engineering (RTESE'22)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メタゲノム解析で明らかにする下水中のウイルスの多様性2022

    • 著者名/発表者名
      茂田空, 丹後元秀, 沈尚, 松田知成, 清水芳久
    • 学会等名
      第44回京都大学環境衛生工学研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] メタゲノム解析を用いたアクティブな細菌-ウイルス感染関係の推定2022

    • 著者名/発表者名
      沈尚, 富永賢人, 土屋健司, 松田知成, 吉田天士, 清水芳久
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メタゲノム解析で明らかにする下水ウイルスの存在実態2022

    • 著者名/発表者名
      茂田空, 沈尚, 松田知成, 清水芳久
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] メタゲノム解析を用いたアクティブな細菌-ウイルス感染関係の推定2022

    • 著者名/発表者名
      沈尚, 富永賢人, 土屋健司, 松田知成, 吉田天士, 清水芳久
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 疑似太陽光照射下における可視光応答光触媒ケーキ層/膜処理システムによる大腸菌ファージ MS2 の不活化効果の評価2021

    • 著者名/発表者名
      丹後元秀, 本間亮介, 竹内悠, 沈尚, 朴耿洙, 中田典秀, 田中宏明, 鮫島正一
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 疑似太陽光照射下における光触媒ケーキ層/セラミック膜処理システムによる下水処理中ウイルス 粒子の消失と不活化に関する基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      丹後元秀, 本間亮介, 竹内悠, 沈尚, 朴耿洙, 中田典秀, 田中宏明, 鮫島正一
    • 学会等名
      第43回京都大学環境衛生工学研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] Viral losses by sunlight exposure in euphotic and aphotic layers of a freshwater lake2021

    • 著者名/発表者名
      Shang Shen, Ryosuke Homma, Yusuke Okazaki, Kento Tominaga, Takashi Yoshida and Yoshihisa Shimizu
    • 学会等名
      10th Aquatic Virus Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Do viruses accelerate the production of refractory dissolved organic matter in Lake Biwa, Japan?2021

    • 著者名/発表者名
      Shang Shen
    • 学会等名
      35th Congress of the International Society of Limnology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 琵琶湖水中における細菌感染性ウイルスの動態2021

    • 著者名/発表者名
      沈尚, 富永賢人, 土屋健司, 松田知成, 吉田天士, 清水芳久
    • 学会等名
      日本腐食物質学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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