複合微生物系における細胞間シグナルによる呼吸代謝調節の解析と応用

• 研究課題/領域番号: 21380056
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 野村 暢彦 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (60292520)
• 研究分担者: 内山 裕夫 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00185042)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2011年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2009年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: 呼吸 / バイオフィルム / 細胞間コミュニケーション / 硝化 / 活性汚泥 / 細菌 / 細菌シグナル / エネルギー代謝 / 微生物複合系

研究概要

微生物シグナルの一種であるPQSが異種細菌の生育に与える影響を調べたところ、PQSが緑膿菌以外の様々な細菌の生育を抑制することが明らかとなった。その機構はPQSを添加した培地に鉄を添加するといずれの実験おいても生育が回復したことから、PQSによる鉄のキレートが関与していることが示唆された。微生物シグナルが他の細菌の呼吸を制御し生育をコントロールするという新しい発見に至った。

研究成果

• [雑誌論文] Social behaviours under anaerobic conditions in Pseudomonas aeruginosa (2012)
  • 著者名/発表者名: Masanori Toyofuku, Hiroo Uchiyama, Nobuhiko Nomura
  • 雑誌名: International Journal of Microbiology 巻: (印刷中) ページ: 1-7
  • DOI: 10.1155/2012/405191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multifunctional membrane vesicles in Pseudomonas aeruginosa (2012)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Tashiro, Hiroo Uchiyama, Nobuhiko Nomura
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: (印刷中) 号: 6 ページ: 1349-1362
  • DOI: 10.1111/j.1462-2920.2011.02632.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous monitoring of ammonia removal activity and observation of morphology of microbial complexes in a microdevice (2011)
  • 著者名/発表者名: Toda K, Yawata Y, Setoyama E, Fukuda J, Nomura N, Suzuki H
  • 雑誌名: Applied Environmental Microbiology 巻: 77(12) ページ: 4253-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of phospholipids in membrane vesicles derived from Pseudomonas aeruginosa (2011)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, Inagaki A, Shimizu M, Ichikawa S, Takaya N, Nakajima-Kambe T, Uchiyama H, Nomura N*
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 75(3) ページ: 605-7
  • NAID: 10028202208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous monitoring of ammonia removal activity and observation of morphology of microbial complexes in a microdevice (2011)
  • 著者名/発表者名: Toda K., et al.
  • 雑誌名: Applied Environmental Microbiology 巻: 77 号: 12 ページ: 4253-5
  • DOI: 10.1128/aem.01246-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation of physiochemical properties and cell association activity of membrane vesicles with growth phase in Pseudomonas aeruginosa (2010)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, S Ichikawa, N Nomura*
  • 雑誌名: Applied Environmental Microbiology 巻: 76(11) ページ: 3732-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring Biofilm Growth in a Microfludic Device by a Modified Confocal Reflection Microscopy Method (2010)
  • 著者名/発表者名: Yawata Y, K Toda, H Suzuki, N Nomura
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 110(3) ページ: 377-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualizing the Effects of Biofilm Structures on the Influx of Fluorescent Material Using Combined Confocal Reflection and Fluorescent Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Yawata Y, H Uchiyama, N Nomura
  • 雑誌名: Microbes and Environments 巻: 25 ページ: 49-52
  • NAID: 10025921677
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Effect of a Cell-to-Cell Communication Molecule, Pseudomonas Quinolone Signal (PQS), Produced by P. aeruginosa on Other Bacterial Species (2010)
  • 著者名/発表者名: Toyofuku M, T Nakajima-Kambe, H Uchiyama, N Nomura
  • 雑誌名: Microbes and Environments 巻: 25 ページ: 1-7
  • NAID: 10025921415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bicy clic compounds repress membrane vesicle production and Pseudomonas quinolone signal synthesis in Pseudomonas aeruginosa (2010)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, M Toyofuku, N Nomura
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Letters 巻: 304 ページ: 123-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイオフィルム研究技術の新展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 八幡穣, 戸田憲輔, 瀬戸山恵里香, 福田淳二, 鈴木博章, 稲葉知大, 内山裕夫, 野村暢彦
  • 雑誌名: 環境バイオテクノロジー学会誌
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation of physiochemical properties and cell association activity of membrane vesicles with growth phase in Pseudomonas aeruginosa (2010)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, et al.
  • 雑誌名: Applied Environmental Microbiology 巻: 76 ページ: 3732-3739
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bicy clic compounds repress membrane vesicle production and Pseudom on as quinolone signal synthesis in Pseudomonas aemginosa. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, et al.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Letters 巻: 304 ページ: 123-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudomonas quinolone signal affects membrane vesicle production in not only Gram negative but also Gram-positive bacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, et al.
  • 雑誌名: Microbes and Environments 巻: 25 ページ: 120-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Effect of a Cell-to-Cell Communication Molecule, Pseudomonas Quinolone Signal (PQS), Produced by P.aeruginosa on Other Bacterial Species (2010)
  • 著者名/発表者名: Toyofuku M, et al.
  • 雑誌名: Microbes & Environments 巻: Vol 25 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Outer membrane machinery and alginate synthesis regulators control membrane vesicle production in Pseudomonas aeruginosa (2009)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, R Sakai, N Namura
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 191 ページ: 7509-7519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Outer membrane machinery and alginate synthesis regulators control membrane vesicle production in Pseudomonas aeruginosa. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: Vol 191 ページ: 7509-7519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multifunctional membrane vesicles in Pseudomonas aeruginosa
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y, Uchiyama H, Nomura N*
  • 雑誌名: Environmental Microbiology (2011) in press (Review)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Social behaviours under anaerobic conditions in Pseudomonas aeruginosa
  • 著者名/発表者名: Toyofuku M, Uchiyama H, Nomura N*
  • 雑誌名: International Journal of Microbiology (2011) in press (Review)
  • 査読あり
• [学会発表] バイオフィルムの基礎研究から臨床への展開へ、小林宏行先生メモリアルセミナー「病原微生物のバイオフィルムと疾病の関わり基礎と臨床展望-」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村暢彦
  • 学会等名: 第60回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第58回日本化学療法学会東日本支部総会・合同学会
  • 発表場所: ホテルメトロポリタン山形
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] バイオフィルムの基礎研究臨床への展開へ (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村暢彦
  • 学会等名: 第60回日本感染症学会・日本化学療法学会合同大会
  • 発表場所: ホテルメトロポリタン山形
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] 「微生物集合体バイオフィルム内の細胞外DNAの役割」、細胞外核酸の動態:医科学・環境科学での新しい観点からの研究・応用展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村暢彦
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] 「マイクロデバイス技術と新規イメージング技術の融合による新しい微生物解析技術の開発-微生物のありのままの非破壊・非侵襲的かつ経時的な解析」、「ゲノム微生物学会ワークショップ-ゲノムで繋がる微生物研究の新展開-」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村暢彦
  • 学会等名: 2011年度ゲノム微生物学会大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-08-20
• [学会発表] 細菌のバイオフィルム形成と治療薬の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野村暢彦
  • 学会等名: 第84回日本感染症学会総会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2010-04-06
• [学会発表] 環境中の微生物生態解析に向けて:Meta-cellularからsub-cellularまで (2009)
  • 著者名/発表者名: 野村暢彦
  • 学会等名: 東京大学生物生産工学研究センター シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂一条ホール(東京都)
  • 年月日: 2009-12-11
• [図書] バイオフィルム研究の基盤技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 八幡穣, 内山裕夫, 野村暢彦
  • 出版者: 臨床と微生物近代出版36巻
• [産業財産権] Method for treating wastewater containing ammonia nitrogen (2012)
  • 発明者名: Nomura N., et al.
  • 権利者名: 住友重機械工業(株)
  • 出願年月日: 2012-07-02
  • 外国