独自のポアデバイスを用いて超微小細菌の実体と動態を捉える

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K19394
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 中井 亮佑 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90637802)
• 研究分担者: 横田 一道 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (50633179) ; 山本 京祐 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (70636472)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2025-03-31
• キーワード: 微生物 / 細菌 / デバイス / 検出

研究実績の概要

2023年度は、ポアデバイスを用いた超微小細菌株の実測を行った。昨年度までに、当該デバイス試験に供する超微小細菌株の増殖特性、細胞サイズ、および細胞生存率等を特徴付けた。本研究では、生存様式の異なる3タイプの超微小細菌の検出に挑戦する計画であったが（タイプA：培地・培養条件に依らず細胞が常に小さい細菌、タイプB：培養条件に応じて細胞が矮小化する細菌、タイプC：形態変化を伴う多型性の細菌）、新型コロナウイルス感染症等に伴う対応によって実験計画を再検討し、まずはタイプAの超微小細菌の計測試験を優先した。タイプAの菌株2種（Aurantimicrobium属菌、Polynucleobacter属菌）を用いて計測した結果として、Aurantimicrobium属菌では電流値が安定して複数のピークが検出された一方で、Polynucleobacter属菌では大きなピーク1つのみでその後は明瞭なデータを得られなかった。この原因としては、細胞の凝集によって粒子サイズが大きくなりポアが詰まりやすくなっていた可能性が高い。初年度の予備試験で考察した通り、凝集しやすい細菌種の計測を改善するためには、界面活性剤の添加によって細胞同士の吸着を抑制する必要がある。今回の実測データをもとに、今後の実験で使用するデバイスのポア径を再検討するとともに、界面活性剤の種類、他に優先して測定すべき試料について議論を重ねて、次年度の研究に必要となる試薬・消耗品類を検討した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

現在までにポアデバイスを用いた超微小細菌株の実測に着手できたものの、新型コロナウイルス感染症等に伴う各種対応により、生存様式の異なる全ての超微小細菌株の測定が困難となったため、「やや遅れている」と判断した。

今後の研究の推進方策

今後の研究として、まずは細胞が常に小さい超微小細菌株（タイプA）を優先にして、本技術の検出・定量プロトコールの基盤を確立する。また並行して、これまでの研究推進で得たデータをもとに、国際誌への投稿論文を準備する計画である。

次年度使用額が生じた理由

各種対応によって実験期間が限られて物品購入費・分析費用が少なくなったため、また、打ち合わせや学会参加をオンライン会議に変更したために旅費を計上することが少なくなったため、次年度使用額が生じた。このため、幾つかの実験、また論文投稿に向けた準備を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てる計画である。

研究成果

• [雑誌論文] The fatal case of “Pigmentibacter” bacteremia following aspiration pneumonia in elderly patient (2024)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Azuma*, Hitoshi Kawasuji*, Ryosuke Nakai* (*equal contribution), Hiroshi Yamada, Yoshihiro Yoshida, Hiroyuki Kawahara, Mai Suzuki, Shunsuke Mori, Masayoshi Hirata, Kazushige Sugie, Hideki Niimi, Yoshitomo Morinaga, Yoshihiro Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: In Press, Corrected Proof ページ: －
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2024.01.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Polynucleobacter sp. Strain TUM22923, Isolated from Antarctic Lake Sediment (2023)
  • 著者名/発表者名: Sho Shimada*, Ryosuke Nakai* (*equal contribution), Kotaro Aoki, Shota Miura, Kohji Komori, Sakae Kudoh, Satoshi Imura, Yoshikazu Ishii, Kazuhiro Tateda
  • 雑誌名: Microbiology Resource Announcements 巻: 12 ページ: e00146-23
  • DOI: 10.1128/mra.00146-23
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 精密ろ過膜を通り抜ける極小未知微生物を見る・知る・探る (2024)
  • 著者名/発表者名: 中井 亮佑
  • 学会等名: 大隅基礎科学創成財団 微生物コンソーシアム
  • 招待講演
• [学会発表] とっても小さい微生物ダークマターは何者か？ (2023)
  • 著者名/発表者名: 中井 亮佑
  • 学会等名: 第75回日本生物工学会100周年記念大会 ランチョンセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 精密ろ過フィルターを通り抜ける極小細菌を見る・知る・探る (2023)
  • 著者名/発表者名: 中井 亮佑
  • 学会等名: 日本防菌防黴学会第50回年次大会 シンポジウム2 培養困難な微生物の最新研究
  • 招待講演