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大気バイオエアロゾルの粒径別特性と健康影響評価に向けた基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H03611
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63040:環境影響評価関連
研究機関富山大学

研究代表者

田中 大祐  富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (40360804)

研究分担者 藤吉 奏  広島大学, IDEC国際連携機構:PHIS, 助教 (20805808)
丸山 史人  広島大学, IDEC国際連携機構:PHIS, 教授 (30423122)
加賀谷 重浩  富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (50272894)
木全 恵子  富山県衛生研究所, 細菌部, 副主幹研究員 (50360805)
金谷 潤一  富山県衛生研究所, 細菌部, 主任研究員 (80463131)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワードバイオエアロゾル / モニタリング / 粒径 / 微生物 / 動態
研究開始時の研究の概要

大気試料の粒径別サンプリングと分子生物学的手法を用いた微生物群集の解析を行い,粒径や化学成分との関係,季節変化,影響を把握する。また,大気から培養法を用いてレジオネラ属菌とクロストリジウム属菌の単離・同定,血清型別等を行った後,全ゲノム解析により病原細菌10株程度についてその機能を解明する。本研究を進めることで,バイオエアロゾル研究と共に公衆衛生にも貢献する。

研究実績の概要

本研究では大気中のバイオエアロゾルに含まれる細菌や真菌などの微生物について,粒径や化学成分との関係,季節変化などに着目して把握するとともに,ヒトの健康などに影響を及ぼす可能性を探ることを目的としている。富山大学理学部屋上で,全国でのPM2.5の成分分析調査時期(4季節:5月,7月,10月, 1月)にPM2.5サンプリング装置で粗大粒子(SPM-PM2.5)と微小粒子(PM2.5)に分けて捕集した。それらの試料について,真核生物の18S rRNA遺伝子をPCRで増幅した後,高速シークエンサー(Illumina MiSeq)により網羅的に塩基配列を決定することでメタゲノム解析を行った。その結果、真核生物群集は真菌類(Basidiomycota門,Ascomycota門), 緑色植物(Streptophyta門),原生生物(Apicomplexa門)が主要であり、優占する真核生物は季節や粒径により異なることが分かった。一方,富山大学理学部屋上で大気試料を濾過捕集し,Clostridium (クロストリジウム) 属の細菌の培養法での検出を行った。本菌は,土壌,水環境,哺乳類の下部消化管などの低酸素環境に広く分布する偏性嫌気性で,カタラーゼ陰性,オキシダーゼ陰性,芽胞(胞子)形成性のグラム陽性桿菌である。いくつかの種のClostridiumは,毒素産生し,ヒトに対して病原性を有する。本研究では,培養可能なClostridiumを24株単離できた。さらに、16S rRNA遺伝子塩基配列やゲノム配列の比較に基づく系統解析を行った結果、主要な菌種を把握できるとともに,それらの季節変化が認められた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2022年度は,富山大学理学部屋上にて捕集した大気試料について,リアルタイムPCR法を用いた全真菌の定量、高速シークエンサーを用いた真核生物群集構造解析を行った。また,濾過捕集した大気試料からクロストリジウム属菌を培養法にて単離し,同定するとともに,ドラフトゲノム配列の解析を進め,大気バイオエアロゾルシンポジウムで発表した。さらに,細菌群集構造と化学組成の関係について発表できるよう,データを纏めてきている。

今後の研究の推進方策

PM2.5サンプリング装置で捕集した大気試料について,得られた細菌群集構造や真核生物群集構造のデータについて情報解析を進める。また,大気試料から単離したクロストリジウム属菌について,ドラフトゲノムの解析をさらに進める。細菌群集構造と化学組成の関係については論文で発表することを計画している。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] エセックス大学(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Barcelona Institute for Global Health(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] エセックス大学(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Barcelona Institute for Global Health(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 大気バイオエアロゾルの粒径別特性と健康影響の可能性2022

    • 著者名/発表者名
      田中大祐
    • 雑誌名

      大気環境学会誌

      巻: 57

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Impact of hinoki cypress wood on diversity of microflora: A case study from owase city hall2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, D., Uei, D., Matsui, J., Matsunaga, M., Morimoto, M., Maruyama, F.
    • 雑誌名

      Diversity

      巻: 13 号: 10 ページ: 473-473

    • DOI

      10.3390/d13100473

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 日本の2地点で捕集した粒子状物質における細菌群集構造と化学組成の関係2022

    • 著者名/発表者名
      関誠,藤吉奏,丸山史人,遠里由佳子,嶋田崇志,小山慎一,酒徳昭宏,中村省吾,田中大祐
    • 学会等名
      環境化学物質3学会合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 国内2地点で捕集した粒子状物質における細菌群集構造と化学組成の関係2022

    • 著者名/発表者名
      田中大祐,嶋田崇志,関誠,酒徳昭宏,中村省吾,遠里由佳子,小山慎一,藤吉奏,丸山史人
    • 学会等名
      第39回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大気中における細菌群集構造と化学組成との関係2022

    • 著者名/発表者名
      田中大祐,藤吉奏,丸山史人,遠里由佳子,嶋田崇志,小山慎一,関誠,酒徳昭宏,中村省吾
    • 学会等名
      日本微生物生態学会 第35回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 富山県の大気中における培養可能な嫌気性細菌Clostridium の季節変化2022

    • 著者名/発表者名
      田中大祐,宮田凌雅,関 誠,酒徳昭宏,藤吉 奏,丸山史人
    • 学会等名
      第14回大気バイオエアロゾルシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大気バイオエアロゾルの粒径別特性と健康影響の可能性2021

    • 著者名/発表者名
      田中大祐
    • 学会等名
      第62回大気環境学会年会 特別集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 安全・安心を提供する空飛ぶバイオエアロゾル検出評価技術2021

    • 著者名/発表者名
      田中大祐
    • 学会等名
      2021年度 新技術説明会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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