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2022 年度 実績報告書

量子ビームの優れた殺菌特性を生かした複合殺菌法の開発と損傷菌の高効率殺滅への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K12496
研究機関大阪公立大学

研究代表者

古田 雅一  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (40181458)

研究分担者 朝田 良子  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 助教 (60546349)
土戸 哲明  大阪公立大学, 研究推進機構, 客員教授 (50029295)
坂元 仁  大阪公立大学, 研究推進機構, 客員研究員 (40570560)
高松 宏治  摂南大学, 薬学部, 教授 (70272151)
桑名 利津子  摂南大学, 薬学部, 講師 (50330361)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード放射線殺滅菌 / 枯草菌 / 芽胞 / 発芽
研究実績の概要

殺菌処理に対して強い抵抗性を示す細菌芽胞の発育には、発芽,発芽後成長から栄養増殖に至る特徴的な増殖過程を液体培養時の濁度のモニタリングにより確認し、DNA修復欠損株を用いて殺菌処理が芽胞の発育のそれぞれの過程にどのように影響するかを検討した。加熱処理と香辛料の一種、タイムの精油成分thymolについては加熱処理は発芽過程を最も強く抑制し, thymolは発芽とともに栄養増殖過程を抑制することを見出した。一方、ガンマ線は芽胞の発芽に対し抑制効果がなく、発芽後成長と栄養増殖に関しては、ガンマ線による抑制効果が確認でき、特に栄養増殖は低線量でも顕著な効果が見出された。さらに過酢酸処理とγ線照射による内膜やその内膜に多くが存在する発芽システムへの影響、また、スポアコートの各殺菌処理に対する防護機能についてスポアコート・発芽関連遺伝子の欠損株を用いて詳細に検討したところ、γ線についてはスポアコートの有無、発芽システムには直接的影響を与えず、過酸化水素はスポアコートの有無が殺菌効果に影響し、スパアコートに存在するSH基との相互作用により、過酢酸の殺菌からの防御に役割を果たしていることが示唆された。ガンマ線はゲノムDNAに対し直接・間接的に作用することで切断し、芽胞の発芽後成長ではDNAの修復が行われること、栄養増殖ではDNAの合成が行われることから、DNA修復の欠損株から芽胞を調製し、ガンマ線照射芽胞からDNAを抽出しアガロースゲル電気泳動によりDNAの二本鎖切断と修復を示唆す結果が得られた。さらに高線量の紫外線照射においては芽胞のDNA損傷に加えて発芽に関わるタンパク質の変性が生じ、殺菌効果に寄与していることが強く示唆された。さらにゲノム損傷が細胞致死の原因であるγ線と紫外線(UV-C)との併用処理においても相乗効果の可能性が見出された。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [国際共同研究] ダラット大学(ベトナム)

    • 国名
      ベトナム
    • 外国機関名
      ダラット大学
  • [雑誌論文] Excessive Ultraviolet C Irradiation Causes Spore Protein Denaturation and Prohibits The Initiation of Spore Germination in Bacillus subtilis2023

    • 著者名/発表者名
      R. Kwana, Y. Yamazawa, R. Asada, K. Ito, M. Furuta, H. Takamatsu
    • 雑誌名

      Journal of Microorganism Control

      巻: 28 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical Base for the Application of the DiVSaL Method to Bacterial Spores to Evaluate Injured Populations Occurring After Exposure to Lethal stress2022

    • 著者名/発表者名
      R. Asada, JJ. Sakamoto, M. Furuta, T. Tsuchido
    • 雑誌名

      Biocontrol Science

      巻: 27 ページ: 169-177

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] イオンビーム照射枯草菌芽胞の発育抑制と損傷菌評価2022

    • 著者名/発表者名
      古田 雅一, 朝田 良子, 辰本 浩司, 傅 大輝, NHP Uyen, 坂元 仁, 土戸 哲明, 佐藤 勝也, 大野 豊
    • 学会等名
      QST高崎サイエンスフェスタ2022
  • [学会発表] 過酢酸製剤処理による枯草菌損傷芽胞の発生と評価2022

    • 著者名/発表者名
      福田一輝, 坂元 仁, 朝田良子, 佐野義哉, 茂田 誠, 池田卓司, 古田雅一, 土戸哲明
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会第49回年次大会
  • [学会発表] 化学線量計による紫外線照度評価法の高度化2022

    • 著者名/発表者名
      岡本陽太, 古田雅一, 秋吉優史
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会第49回年次大会
  • [学会発表] ガンマ線照射した枯草菌芽胞における個別発育過程の感受性解析2022

    • 著者名/発表者名
      平河桃香, 朝田良子, 坂元仁, 土戸哲明, 古田雅一
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会第49回年次大会
  • [学会発表] UV-Cおよびガンマ線処理による損傷芽胞の発生とその動態解析2022

    • 著者名/発表者名
      朝田良子, 傳 大輝, 堀切茂俊, 秋吉優史, 坂元 仁, 土戸哲明, 古田雅一
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会第49回年次大会

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公開日: 2023-12-25  

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