バイオプラズマの創生

生物等离子体的产生

基本信息

批准号：
19654088
负责人：
水野彰
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までの研究によって放電プラズマが生菌数の減少に寄与することを明らかにした。そこで今年度はこの解析をさらに詳細に進めた。ウイルス・細菌の不活化メカニズムは、放電空間内に発生する電位差による細胞壁の破壊や電流による細胞変性が考えられているが、推測の部分も多く、どの程度それぞれの要素が影響を与えているか未だ明らかにはなっていない。そこで不活化機構の解明に最も適した材料はDNA及びタンパク質のみで構成されるバクテリオファージであると考え、大気圧下での誘電体バリア放電を用いてλファージを検体とし、その不活化メカニズムの解析を行った。λファージはDNAとそれを取り囲むキャプシドと呼ばれるコートタンパク質からなっている。これにより生菌数の減少がタンパク質へのダメージによるものか、あるいはゲノムDNAへのダメージによるものかを明らかにすることを目指した。具体的には以下のような手順で実験を行った。まずλファージを誘電体バリア放電に曝露することによりコートタンパクおよびDNAに損傷を導入する。次にこれからDNAを抽出し、新しいコートタンパクでパッケージングする。このようにしてできたλファージはDNAのみに損傷を有していることになる。放電に曝露したλファージとそれを新しいコートタンパクでパッケージングしたものを大腸菌に感染させ、その感染能力を比較した。放電に曝露したλファージではプラズマへの曝露時間の増加に伴って感染能力が速やかに低下した。一方、放電に曝露したサンプルを新しいコートタンパクで再パッケージングした場合、放電への曝露量が小さい場合には感染能力がほぼ完全に放電プラズマに暴露していないものと同程度まで回復する結果となった。この結果は、この実験系では放電プラズマによるλファージの不活化に寄与する要因としてはコートタンパク質の損傷が支配的であるということを示唆している。

直到去年进行的研究表明，放电等离子体有助于减少活细菌的数量。因此，今年我们进行了更详细的分析。病毒和细菌灭活的机制被认为是由于放电空间中产生的电位差而破坏细胞壁以及电流导致细胞变性，但目前仍有很多猜测，目前还不清楚达到何种程度每个因素都有影响。因此，我们认为最适合阐明灭活机制的材料是仅由DNA和蛋白质组成的噬菌体。 Lambda 噬菌体由 DNA 和围绕它的外壳蛋白（称为衣壳）组成。通过这样做，我们的目的是弄清楚活细菌数量的减少是否是由于蛋白质或基因组 DNA 的损坏造成的。具体而言，按照以下顺序进行实验。首先，通过将 lambda 噬菌体暴露于介质阻挡放电，对外壳蛋白和 DNA 造成损伤。然后从中提取 DNA 并用新的外壳蛋白包装。以这种方式产生的λ噬菌体仅在其DNA中受到损伤。将暴露于放电的λ噬菌体和包装有新外壳蛋白的噬菌体用于感染大肠杆菌，并比较它们的感染性。随着等离子体暴露时间的增加，暴露于放电的 λ 噬菌体的感染性迅速下降。另一方面，当暴露于放电的样品用新的外壳蛋白重新包装时，当暴露于放电的量小时，感染性几乎完全恢复到与未暴露于放电等离子体的样品相同的水平。成为。这一结果表明，外壳蛋白的损伤是导致该实验系统中放电等离子体灭活λ噬菌体的主要因素。