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2019 年度 実績報告書

細胞生物学および計算生物学の手法を用いた消毒機構の定量的評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03331
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

大瀧 雅寛  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (70272367)

研究分担者 由良 敬  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (50252226)
相川 京子 (小島京子)  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80262351)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード塩素消毒 / オゾン消毒 / 紫外線消毒 / 蛍光タンパク質 / フローサイトメータ / 人工DNA
研究実績の概要

細菌細胞内の損傷部位を特定し,かつ被損傷菌の損傷レベルを定量的に把握する研究については,当初の計画どおり,既に確立したGFP発現大腸菌(DH5α)を用いた塩素処理並びにオゾンばっ気水による殺菌実験を行い,フローサイトメータによる細胞毎のGFP残存性の定量化,および低分子染色剤(7-AAD)による細胞毎の膜透過性の定量方法を試みることができた.その結果,塩素処理においても,オゾンばっ気による処理においても,不活化率が99.99%以上の状況では膜損傷は数%にも至っていないことが明らかとなった.しかしオゾンばっ気処理においては細胞外へのGFP漏出がないにも関わらず細胞内のGFP残存性が低下したことから細胞内へ浸透したオゾンがタンパク質に作用したことが考えられた.この現象はオゾン溶解水では見られなかったことから,オゾンばっ気処理の特徴であることがわかった.また各処理後の細胞膜損傷に与える界面活性剤(デスオキシコール酸塩など)の作用についても併せて検討を行った結果,オゾン,塩素処理のいずれにおいても大腸菌の外膜,細胞壁に有意な損傷を与えず,菌体内部に浸透して内部機能に損傷を与えて不活化させることが考察された.
ウイルスの核酸配列から紫外線耐性を推定する研究においては,紫外線反応部位の多寡を人為的に調整した人工核酸種(DNA)を作成し,そのDNAへの紫外線反応性を検出する手法の確立を目的としたが,紫外線照射量を増やすことでqPCRによる検出はできたものの低感度にとどまった.その他,酵素反応の利用による高感度検出法については,原理的には可能な筈だが確立できていない.これについては申請研究期間終了後も継続して行う予定である.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] The Mechanism of Chlorine Damage Using Enhanced Green Fluorescent Protein-Expressing Escherichia coli2019

    • 著者名/発表者名
      Mizozoe、Otaki、Aikawa
    • 雑誌名

      Water

      巻: 11 ページ: 2156~2156

    • DOI

      10.3390/w11102156

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 蛍光タンパク質発現大腸菌を用いた消毒処理による損傷機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      溝添倫子,黒岩茉佑子,大瀧雅寛,相川京子
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 蛍光標識等を利用した各種消毒方法の反応機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      大瀧雅寛,溝添倫子,宮坂真由
    • 学会等名
      第29回日本オゾン協会年次研究講演会

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公開日: 2021-01-27  

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