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未培養微生物のシングルセル解析を発展させる新規微生物イメージング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K14906
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関松江工業高等専門学校

研究代表者

山口 剛士  松江工業高等専門学校, 環境・建設工学科, 准教授 (30759832)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードclick chemistry / HCR-FISH / Cu-free click chemistry / FISH / Nitrospira / FISH法 / 環境微生物 / 視覚的検出
研究開始時の研究の概要

近年、環境中の微生物を個々にゲノム解析を行うシングルセル解析が行われている. 本研究では, シングルセル解析の適用微生物を拡大させるために, 新たな微生物の視覚的検出技術の開発を行う. シングルセル解析を行うには, 微生物を高感度な蛍光で検出し、DNAを損傷しない方法が必要であるため, 本研究では研究代表者が開発した手法と簡易な試薬で結合するcopper-free click chemistryを組み合わせた手法開発を行う.

研究実績の概要

地球における環境保全およびバイオテクノロジーを発展させるためには、更なる微生物生態の理解が重要である。多くの微生物が人為的な培養が困難である現状 から、近年微生物を個々でゲノム解析を行うシングルセル解析が世界中で行われている。しかし、微生物を回収するために微生物を視覚的に検出する必要があるが、未だ確立させた手法が存在していない。昨年度は、銅イオンを用いないclick chemistryであるcopper-free click chemistryと研究代表者が開発した hybridization chain reaction-Fluorescence in situ hybridization (HCR-FISH) を組み合わせたシングルセル解析が可能な高感度FISH法の開発を行った結果、これまで報告されているHCR-FISH法よりも約3倍の蛍光強度を得ることに成功した。しかしながら、今年度は、標的微生物だけでなく非標的微生物からも蛍光が得られ、非特異的な蛍光の抑制を試みた。まず、非特異的な蛍光の要因を把握した結果、copper-free click chemistryに用いるBCNが他の分子と結合している可能性が高いことが明らかとなった。現在、BCNの結合を抑制するための実験条件を検討している段階である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

今年度に入り非標的微生物から非特異的な蛍光が得られるようになり, その抑制方法の選定に時間を要しているため

今後の研究の推進方策

今後は, 速やかに非特異的な蛍光を抑制する方法を明らかにし, 環境微生物への適用を試みる.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] FISH法におけるCupper-free click chemistryの非特異反応の原因究明2024

    • 著者名/発表者名
      樋口ひなた, 山田光陽, 山口剛士
    • 学会等名
      第58回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a novel highly sensitive FISH combined with click chemistry and HCR-FISH2023

    • 著者名/発表者名
      Shimon Nagatsuma, Masashi Hatamoto, Takahiro Watari, Takashi Yamaguchi and Tsuyoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 1st International conference on the practical zero emissions technologies and strategies
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Copper free click chemistryを用いた高感度FISH法による環境微生物への適用2023

    • 著者名/発表者名
      樋口ひなた, 山田光陽, 山口剛士
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 土壌中から得られた完全アンモニア酸化細菌の培養の試み2022

    • 著者名/発表者名
      村上穂香, 山口剛士
    • 学会等名
      第74回土木学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] DHSリアクターを用いた完全アンモニア酸化細菌の培養および定量2022

    • 著者名/発表者名
      村上穂香, 山口剛士
    • 学会等名
      土木学会全国大会 第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なるアンモニア濃度下における完全アンモニア酸化細菌の集積培養2022

    • 著者名/発表者名
      村上穂香, 山口剛士
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Copper free click chemistryを組み合わせた高感度FISH法における特異性評価2022

    • 著者名/発表者名
      樋口ひなた, 山田光陽, 山口隆司, 山口剛士
    • 学会等名
      第74回土木学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Cupper-free click chemistryを用いた高感度FISH法の特異性評価2022

    • 著者名/発表者名
      樋口ひなた, 山田光陽, 山口剛士
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Copper-free click chemistryとHCR-FISH法を組み合わせた高感度FISH法2022

    • 著者名/発表者名
      4)樋口ひなた, 山田光陽, 山口隆司, 山口剛士
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of the high signal intensity FISH method using copper-free click chemistry2021

    • 著者名/発表者名
      Hinata Higuchi, Takashi Yamaguchi, Tsuyoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      6th STI-gigaku2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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