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2012 年度 実施状況報告書

未培養微生物の機能推定技術の開発ー細胞壁処理不要の高感度FISH法の開発ー

研究課題

研究課題/領域番号 24760437
研究種目

若手研究(B)

研究機関阿南工業高等専門学校

研究代表者

川上 周司  阿南工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (00610461)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード環境微生物 / FISH法 / in situ HCR法
研究概要

汚染物質の浄化、地球温暖化ガスの固定、持続可能なエネルギーの創出に大きく関わる微生物資源を有効に利用するためには、さらなる微生物の理解が必要不可欠である。多くの微生物が人為的に分離培養できない現状において、近年発展著しい分子生物学的アプローチは有効である。さらに微生物細胞を遺伝子の運び屋として捉え、細胞のまま解析を行うシングルセル解析は、培養を伴わない解析手法として近年注目を集めている。本研究ではシングルセル解析のさらなる発展を目指し、細胞壁処理不要の新規な高感度 FISH 法の開発を行い、mRNA、機能遺伝子の検出を目的としている。
今年度は、本研究で開発を進める高感度in situ HCR法のさらなる高感度を目指し、HCR反応によるシグナル増幅が比例的であるものを分岐点を設ける事で指数関数的に変える事を目的とした。当初、予想していたほどのシグナル増幅が見込めなかったものの、プローブの再設計を行う事で高感度化に成功した。さらに純粋菌株を用いた解析を行い、その有効性を検証した。現在、原核生物のmRNAの検出を想定した実験系を構築するために遺伝子コピー数の少ないプラスミドを用いてモデル細胞の作成を行っている。また当初、シグナル増幅が見られなかった際に行う予定であったプローブ競合法による標的分子の検出限界の調査は、シグナル増幅がみられたため行わなかった。
また来年度の環境サンプルへの適用を見越し、標的分子数が少なく、細胞浸透性の低い海洋性細菌サンプル、嫌気性汚泥サンプルの調整を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初目的として高感度は達成できており、おおむね順調に進展している。また次年度を見越し環境サンプルの調整も行った。さらに次年度行うアプタマーの開発についても文献調査などを行い準備を進めている。

今後の研究の推進方策

次年度は、特定の酵素を検出するアプタマーの開発を予定しており、既に文献調査を始めている。アプタマーの開発で重要な点として、標的酵素の調整、SELEX法の構築の二点が挙げられるが、これら実験方法についても文献調査を終え、実験のプロトコールを作成している。今年度同様に、目的を達成できるよう研究を計画的に遂行していく。

次年度の研究費の使用計画

次年度は備品の購入は予定しておらず、主に試薬、消耗品の購入を考えている。さらに、今年度の研究の成果を学会等で発表するための旅費も計上している。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Detection of single-copy functional genes in prokaryotic cells by two-pass TSA-FISH with polynucleotide probes.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, S., T. Hasegawa, Hiroyuki Imachi, Takashi Yamaguchi, Hideki Harada, Akiyoshi Ohashi, Kengo Kubota.
    • 雑誌名

      Journal of Microbiological Methods.

      巻: 88 ページ: 218, 223

    • 査読あり
  • [学会発表] 豆腐工場排水を連続処理する酸素DHSリアクターの微生物相解析2013

    • 著者名/発表者名
      小島誠貴, 米澤愛美, 川上周司, 馬島孝治, 角野晴彦, 高石有希子, 珠坪一晃
    • 学会等名
      第47回 日本水環境学会年会
    • 発表場所
      大阪工業大学
    • 年月日
      20130313-20130313
  • [学会発表] TSA-FISH法を利用した脱窒素細菌のrRNAとnirK遺伝子の同時検出2013

    • 著者名/発表者名
      高橋竜司, 荒木信夫, 川上周司, 青木仁孝, 山口隆司
    • 学会等名
      第47回 日本水環境学会年会
    • 発表場所
      大阪工業大学
    • 年月日
      20130313-20130313
  • [学会発表] 酸素供給型スポンジ散水ろ床「Hi-DHSリアクター」による豆腐工場模擬排水の連続処理2013

    • 著者名/発表者名
      馬島孝治, 角野晴彦, 米澤愛美, 川上周司, 高石有希子, 珠坪一晃
    • 学会等名
      第47回 日本水環境学会年会
    • 発表場所
      大阪工業大学
    • 年月日
      20130313-20130313
  • [学会発表] A novel detection method for visualizing environmental microbes with low rRNA content and low cell permeability by using in situ HCR-FISH2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Masanobu Takahashi, Kengo Kubota, Hiroyuki Imachi, Nobuo Araki, Takashi, Yamaguchi
    • 学会等名
      Annual Conference of the Association for General and Applied Microbiology (VAAM)
    • 発表場所
      Congress Center Bremen, Germany
    • 年月日
      20130310-20130310
  • [学会発表] Development of multi-staining in situ HCR for identification of prokaryotic.2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ohtsu, Shuji Kawakami, Hidemi Masuoka, Tsuyoshi Yamaguchi, Takashi Yamaguchi.
    • 学会等名
      The 28th Annual Meeting of the Japanese Society of Microbial Ecology (JSME2012)
    • 発表場所
      Toyohashi University of Technology
    • 年月日
      20120919-20120922
  • [学会発表] In situ HCR-FISH : a new sensitive fluorescence in situ hybridization technique for detecting environmental microorganisms2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Shuji Kawakami, Masashi Hatamoto, Masanobu Takahashi, Kengo Kubota, Hiroyuki Imachi, Nobuo Araki, Takashi, Yamaguchi
    • 学会等名
      14 th International Symposium on Microbial Ecology (ISME14)
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      20120820-20120820

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公開日: 2014-07-24  

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