2017 Fiscal Year Annual Research Report
Microorganisms in a Confined Environment
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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| Project/Area Number |
15H05946
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| Research Institution | Osaka Ohtani University |
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Principal Investigator |
那須 正夫 大阪大谷大学, 薬学部, 客員教授 (90218040)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
槇村 浩一 帝京大学, 公私立大学の部局等, 教授 (00266347)
杉田 隆 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (10312076)
一條 知昭 大阪大学, 薬学研究科, 助教 (20513899)
谷 佳津治 大阪大谷大学, 薬学部, 教授 (50217113)
堀 克敏 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50302956)
山崎 丘 帝京大学, 公私立大学の部局等, 講師 (70301174)
中谷 肇 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (80456615)
藤山 英保 鳥取大学, 農学部, 特任教授 (90108796)
内井 喜美子 大阪大谷大学, 薬学部, 助教 (90469619)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 閉鎖環境 / 微生物動態 / 微小重力 / 遺伝子伝播 / バイオフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.高度管理空間におけるMicrobial worldの網羅解析
宇宙居住環境のモデルと考えられる高度に管理された閉鎖環境において環境微生物モニタリングを進めた。微小粒子数は2×105 particles/m3未満に維持され、そのうち約5%は微生物由来と推察された。またその数はヒトの動きに強く影響を受けることがわかった。このような環境における微生物群集を解析したところ、主にFimicutes、gamma-proteobacteriaに属するヒト由来と考えられる細菌であることがわかった。
2.閉鎖ストレス環境下での皮膚マイクロバイオームの変化
閉鎖環境適応訓練設備を用いて有人試験を実施し、皮膚マイクロバイオームを網羅的に解析した。その結果、①各々部位での優位な真菌マイクロバイオームはMalasseziaであった。その定着量は、閉鎖環境滞在中は滞在前に比べて有意に増加し、閉鎖後は閉鎖前の定着量に戻った。②頬部および前胸部での優位な細菌マイクロバイオームは、CorynebacteriumとPropionibacteriumであったが、閉鎖環境滞在中はCorynebacteriumがより優位となった。
3.擬似微小重力環境における微生物間相互作用と環境適応
Acinetobacter属細菌Tol 5株は接着性と凝集性により、バイオフィルム様構造体を形成する。そのような微生物の層流中における細胞の挙動を明らかにするため、我々はフローセルを自作し、その付着過程の様子を詳細に解析した。その結果、Tol 5の付着は、まず凝集塊を形成し、それらが付着すること、またこの付着には重力が関与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の研究実施計画として、（１）モデル環境として医薬品製造施設を対象とした微生物群集の網羅的解析を推し進めるとともに、JAXA閉鎖環境適応訓練設備を用いた有人実験の被験者から採取された皮膚微生物検体の微生物叢（細菌および真菌）を網羅的に解析し、ヒトと微生物との関係について検討する。（２）擬似微小重力がバイオフィルム形成や遺伝子伝播に与える影響に関する解析を推し進めるとともに、さらに両者を統合した解析を開始する。具体的にはバイオフィルム形成のAgglutination、Attachment、Colonization、Maturationの各段階において擬似微小重力が遺伝子伝播に及ぼす影響を明らかとすることとしていた。
（１）については、医薬品製造施設や閉鎖環境適応訓練設備を用いた環境マイクロバイオームやヒト皮膚マイクロバイオームの実像が理解できつつあり、ヒトと微生物との関係について検討を進めている。（２）については、擬似微小重力がバイオフィルム形成や遺伝子伝播に与える影響に関する解析を継続しており、着実に実験データを蓄積している。また、両者を統合した解析も系の構築に向けた予備検討を進んでおり、本研究は概ね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は上記の研究を継続し、宇宙居住空間におけるヒトと微生物の関係を理解し、共生するための基盤となる知見を集積する。特に、重力の影響をうけることが示唆されているバイオフィルム形成については、凝集、付着、定着、成熟化の各段階において擬似微小重力が遺伝子伝播に及ぼす影響を明らかとする。また、成果の国際誌へ投稿をこれまで以上に積極的に行なっていく。
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