| 研究課題/領域番号 |
22KJ0355
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| 補助金の研究課題番号 |
21J20382 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
高橋 晃平 筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | マイクロ流体デバイス / 脱窒反応 / 細菌コミュニティー / 脱窒細菌 / 細菌コミュティー / シュミレーション / 画像処理 / 空間分布 / 微生物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
凝集体の空間分布をデザインし、1細胞レベルで解析・検証し、脱窒のための最適な細菌コミュニティー空間分布を明らかにする。細菌コミュニティー解析には安定同位体試験、共焦点顕微鏡による画像解析をすることで、定量的な分析を元に空間分布に対してアプローチする。また、本研究は日本学術振興会若手交流事業(スイス枠)で採択され、スイス連邦水科学技術研究所のD. Johnson氏と共同研究を進め、特に画像解析やシミュレーションを高いレベルで実施した。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、細菌凝集体の空間分布をデザインし、その時空間的な制御を通じて細菌コミュニティの挙動を解析しました。これらの空間分布を制御するための手法として、マイクロ流体デバイスの技術開発に尽力しました。これらマイクロ流体デバイスのシステムは共同研究の一環として、「Frontiers in Bioengineering and Biotechnology」にて論文が発表されました。また、日本学術振興会の海外若手研究者挑戦プログラムおよび若手交流事業プログラムの一環として、スイスの水科学研究所（Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, ドイツ語略称: Eawag）のDr. David Johnsonがグループリーダーを務めるMCAグループで計1年間研究を遂行しました。これまでの研究では、細菌がどのように呼吸を行い、エネルギーを獲得するかに焦点を当て、ある細菌が嫌気呼吸を好気条件下でも行うかを明らかにしました。そこで、Dr. Johnsonの指導のもと、この特殊な呼吸が細菌コミュニティに与える影響を遺伝子組み換え体と共焦点顕微鏡を用いて明らかにすることを試みました。この研究結果から、このような呼吸は、特定の条件下で細菌コミュニティの拡大を抑制するだけでなく、コミュニティ内の攪拌性（細菌同士の混ざり具合）を増加させることが明らかになりました。この研究内容は「Environment Microbiology Reports」にて論文が発表されました。さらに、マイクロ流体デバイスを駆使して細菌コミュニティの形成を制御した研究は現在執筆中です。これらの内容は研究総説として発表され、国内外の学会で口頭発表およびポスター発表を行い、各地で研究成果を発表しています。
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