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マイクロフルイディクスで多環式芳香族炭化水素分解複合微生物間相互作用を解明する

研究課題

研究課題/領域番号 21K14768
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

YANG CHONGYANG  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (50882411)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード複合微生物 / ナフタレン分解 / マイクロフルイディクス / PAH-degrading / micro-space culture / Bioremediation / 多環芳香族炭化水素分解細菌 / 相互作用 / 機能解析
研究開始時の研究の概要

微生物の働きを利用した環境浄化技術であるバイオレメディエーションは、低コストかつ低環境負荷であることから実際の汚染現場で利用されている。土壌汚染現場のバイオレメディエーションにおいて、高分解活性を示す複合微生物系の活性を維持しつつ簡単な培養管理を実現するためには微生物間の相互作用を正確に把握する必要がある。マイクロフルイディクスとはミクロンレベルの微量液体を扱う技術である。本研究ではマイクロフルイディクス技術を応用することで、新規微生物分離培養法を確立し、複合微生物系に存在する相互作用を網羅的に検出し解析することを目的とする。

研究成果の概要

微生物の相互作用は、強力な複合微生物系の構築に貢献し、効率的かつ制御可能な生物修復を実現するのに役立ちます。したがって、微生物菌叢の相互作用を解明することは重要です。しかし、環境中には培養が難しい微生物や複雑な微生物相互作用が存在し、伝統的な培養法では多様な天然菌叢を得ることが困難です。この研究では、微小空間システムであるマイクロデバイスとマイクロドロップを構築し、環境サンプルから微生物を培養・スクリーニングことができた。ナフタレンを単一の炭源として培養した結果、多様なナフタレン分解菌叢をもらえた。同時に、異なる菌叢のナフタレン分解能力を評価し、菌叢中の微生物の組成成分も分析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の意義は、マイクロフルイディクス技術を利用して多様な複合微生物系を獲得し、複雑な微生物系内の微生物間相互作用を包括的に検出した点にある。この研究は従来の分離培養法の制約を克服し、自然環境から収集した様々な組み合わせの微生物を培養することができことから、特定の機能を持つ微生物を効率的に探索するための手段として有効であり、新たな生物資源の創造に寄与し、環境保全や農作物生産拡大など幅広い領域での技術革新に貢献することが期待された。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1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 (8件)

  • [雑誌論文] Low-cost gel-filled microwell array device for screening marine microbial consortium2022

    • 著者名/発表者名
      Clelia Duran, Shiyi Zhang, Chongyang Yang, Maria Lorena Falco, Cristiana Cravo-Laureau, Chiho Suzuki-Minakuchi, Hideaki Nojiri, Robert Duran, Fumihiro Sassa
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 13 ページ: 01-09

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.1031439

    • 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
  • [学会発表] The efficient development of various naphthalene-degrading consortia via droplet-based microfluidics2023

    • 著者名/発表者名
      CHONGYANG YANG, Yuxin LIU, Satoko MATSUKURA, Chiho SUZUKI-MINAKUCHI, Kazunori OKADA, Naohiro NODA, Hideaki NOJIRI
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ゲル充填マイクロウェルアレイデバイスによるナフタレン分解菌群の取得と解析2023

    • 著者名/発表者名
      ○劉 禹忻1、楊 重陽、張 詩芸、水口 千穂、岡田 憲典、佐々 文洋、野尻 秀昭
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Isolation of naphthalene-degrading bacterial consortia by the gel-filled microwell array device2022

    • 著者名/発表者名
      Yuxin LIU, Chongyang YANG, Chiho SUZUKI-MINAKUCHI, Kazunori OKADA, Fumihiro SASSA, Hideaki NOJIRI
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] LC-MS/MS を用いたモエジマシダ根分泌物のメタボローム解析2022

    • 著者名/発表者名
      韓凝、楊重陽、井上千弘、簡梅芳
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 微生物培養用ゲル充填マイクロウェルアレイを用いたナフタレン分解菌の培養と取得2022

    • 著者名/発表者名
      岸上 佳保里、楊 重陽、水口 千穂、岡田 憲典、佐々 文洋、野尻 秀昭
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Microdroplet-based system for cultivation and acquisition of naphthalene-degrading bacteria2022

    • 著者名/発表者名
      CHONGYANG YANG, Kahori KISHIGAMI1, Yuri OTA, Tetsushi SUYAMA, Masamune MORITA2, Satoko MATSUKURA2, Chiho SUZUKI-MINAKUCHI, Kazunori OKADA, Naohiro NODA, Hideaki NOJIRI
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Water-in-oilドロップレット培養の多環芳香族炭化水素分解菌群取得への応用2021

    • 著者名/発表者名
      岸上 佳保里、楊 重陽、大田 悠里、森田 雅宗、松倉 智子、陶山 哲志、水口 千穂、岡田 憲典、野田 尚宏、野尻 秀昭
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] オイル相からの基質供給によるwater-in-oilドロップレットを用いたナフタレン分解菌群の取得2021

    • 著者名/発表者名
      岸上 佳保里、楊 重陽、大田 悠里、森田 雅宗、松倉 智子、陶山 哲志、水口 千穂、岡田 憲典、野田 尚宏、野尻 秀昭
    • 学会等名
      第19回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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