| 研究課題/領域番号 |
17K20072
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
岩淵 範之 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (90328708)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | Rhodococcus / 有機溶媒耐性 / アルカン / 細胞の局在性 / 環境技術 / 非水系代謝 |
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| 研究実績の概要 |
石油代替のエネルギー創成技術や省エネルギー化技術の開発は、将来の循環型社会形成のために、早急に解決されるべき世界的に重要な課題のひとつである。この中で、バイオレメデーションおよびホワイトバイオテクノロジーは、微生物の特殊能力を使用し、疎水性の高い環境下で利用される技術であり、それ故、有機溶媒等に対し特殊な耐性能力を有する微生物が利用されて来た。
申請者は、この分野の中でも、難分解性物質分解・変換に対する多様な活性を有するRhodococcus属細菌などを中心材料として、微生物と有機溶媒との相互作用を中心に研究を行ってきており、同属細菌の約7割以上が有機溶媒中で生育できることを明らかにした。一般的には、有機溶媒中の生命活動は極めて特殊な性質と考えられる一方、上述した結果は、同属細菌においては普遍的な現象であることを意味している。
しかしながら、これまでの有機溶媒と微生物との相互作用は、断片的な知見の積み重ねに終始しており、包括的な理解には踏み込まれていない。故に本研究では、微生物における有機溶媒耐性の知見を整理し、有機溶媒中で営まれる生命活動を包括的に理解することを目標に据え、本年度は、その第一弾として、オミックス解析に相応しい二相培養条件の検討を行った。
これまでに使用していたIB2培地に加え、LB、MB、NBなどの完全培地にアルカンを添加し、微生物の生育がそう変わらずに細胞の局在性が変化する培養条件を探索した。その結果、NB培地にn-ドデカン(C12)を添加した条件、および、MB培地に終濃度1％でグルコースを添加した条件にC12を加えた条件において、生育がほぼ変わらずに局在性の違う条件を設定できた。
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| 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
これまでの研究では、アルカンを添加した二相培養の場合、細胞の局在性と生育が密接に関与し、生育の良い条件での遺伝子発現情報しか得られなかったが、今回、生育が同等で局在性だけが違う条件を設定できたことから、アルカン中で特異的に発現する分解系以外の遺伝子に注目することが期待できる。この条件を比較的に初期の段階で設定できたことから、今後、順調に進展することが期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度、解析の中心であるオミックス解析の条件の設定に目途がついたことから、次年度以降は、アルカン相内の環境条件について、検討を加えて行く。
第一に、アルカンミセル粒子の中のどこに水が存在するか？は、本研究の疑問を解き明かす上で非常に重要である。アルカン相はC源以外の栄養素の供給先およびATP合成時のプロトン濃度勾配の相手先としては考えにくい。故に、「細胞膜と最外層の間の中間層に水を貯蔵する場所がある」という仮説を基に検証していく。親水性、疎水性あるいはpH依存性の各種蛍光プローブを用いて染色し、表層構造の疎水性の違いを検討する。
一方で、アルカン相内に分子状酸素がどの程度存在し、細胞がアルカンの中に転移することで、溶存酸素濃度がどのように変化していくのか？は、上記同様、重要な検討項目であることから、来年度内に適切な測定条件を決定できるように検討を加えて行く。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度は、研究期間も短かったため、研究補助員用として申請していた人件費、謝金の予算枠からの支出が、結果としてなかったことから、未使用額が発生した。
平成30年度では、本未使用額を引き続き研究補助員のアルバイト費として使用する予定である。
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