高浄化効率を誘導する異種微生物間ネットワーク構造の解明

阐明不同微生物之间的网络结构，从而提高净化效率

• 批准号: 21651029
• 负责人: 二又 裕之
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21651029/
• 关键词: 微生物生態系; 細菌群集構造の変遷; 連続集積培養; バイオレメディエーション; 複雑系; 数理生物学

今年度の研究では、新たな3菌株Pseudomonas sp.C8株、Ralstonia sp.P-10株およびComamonas testosterone R2株の異属3菌株の混合連続集積培養系を構築し、その系全体の機能をフェノールおよびカテコールに対する動力学的パラメーターを測定することにより評価し、供試菌株の挙動をフェノールヒドロキシレースをコードする遺伝子を標的としたreal-time PCR法により解析した。混合培養当初、C8株が優占したものの3菌株の菌密度はほぼ同等であった。しかし、動力学的パラメーターから判断すると、フェノールおよびカテコール分解をR2株が担っていたと推察された。これら安定した混合系に撹乱を与えるために、炭素源(フェノール)の供給を止めることで飢餓状態とし(約10日間)、その後再びフェノールの供給を開始した。その結果、フェノールの再添加によってフェノールおよびカテコールに対する動力学的パラメーターが大きく変動し、最終的にC8株のそれらと一致した。この結果から、システム全体は飢餓状態後のフェノールに負荷に対して柔軟に対応した一方で、その内部ではその機能的役割を変化させていたことが示唆された。その後更なる培養を実施したところ、P-10株の菌密度が徐々に減少し(10^5～10^6 cells mL^<-1>)、C8株とR2株がほぼ同密度で優占化した。その一方で、動力学的解析から、フェノールはC8株が、カテコールはR2株が担っている事が示唆された。現在、供試菌株のゲノム解析を進行させており、今後、本実験で得られた変遷機構について、INAあるいはタンパクレベルで解析し、そのメカニズムを明らかにしていく予定である。

在今年的研究中，我们构建了三种不同菌株的混合连续积累培养系统，假单胞菌sp。 C8，Ralstonia sp。 P-10和Comamonas睾丸激素R2，并通过测量苯酚和儿茶酚的动力学参数来评估整个系统的功能，并通过实时PCR分析了测试菌株的行为，靶向编码苯酚羟基的基因。尽管C8菌株以第一种混合培养为主，但三种菌株的细菌密度几乎相同。但是，基于动力学参数，据估计，R2菌株是苯酚和儿茶酚降解的原因。为了破坏这些稳定的混合系统，停止了碳源（苯酚）的供应，从而导致饥饿（约10天），然后再次开始苯酚的供应。结果，苯酚的重新添加导致苯酚和儿茶酚的动力学参数显着差异，这最终与C8菌株的参数相吻合。这些结果表明，整个系统在饥饿后灵活地响应了苯酚的负载，同时也改变了其在其中的功能作用。进一步培养后，P-10菌株的细菌密度逐渐降低（10^5-10^6细胞Ml^<-1>），C8和R2菌株C8和R2被大约相同的密度支配。另一方面，动力学分析表明C8菌株负责苯酚，R2菌株负责儿茶酚。目前，正在进行对试样菌株的基因组分析，将来我们计划分析本实验在INA或蛋白质水平上获得的变化机制，并阐明该机制。

项目成果

微生物生態系の動的変化と細菌間相互作用

微生物生态系统和细菌相互作用的动态变化

• 发表时间: 2009
• 作者: 水川薫子;小林淳;木下今日子;桜井健郎;高田秀重;鈴木規之;二又裕之
• 通讯作者: 二又裕之

連続集積培養系における Variovorax 属細菌の優占化と細菌間相互作用

连续富集培养系统中 Variovorax 细菌的优势和细菌与细菌的相互作用

• 发表时间: 2009
• 作者: 平井英貴;瀬野淳;二又裕之
• 通讯作者: 二又裕之

連続集積混合培養系における細菌群集の変遷と菌株間相互作用の解析

连续混合培养系统中细菌群落变化和菌株间相互作用分析

• 发表时间: 2009
• 作者: Yohei AKUTSU;Dong-Yeol Lee;Yu-You LI;瀬野淳
• 通讯作者: 瀬野淳

微生物生態系における動的安定機構を探る

探索微生物生态系统的动态稳定机制

• 发表时间: 2010
• 作者: 新海正;金子孝夫;佐々木徹;田原正一;野本茂樹;野本恵美;倉本和直;近藤昊;二又裕之
• 通讯作者: 二又裕之

微生物生態系の理解に向けて

理解微生物生态系统

• 发表时间: 2010
• 作者: Futamata;H.;S.Kaiya;M.Sugawara;A.Hiraishi;新海正,金子孝夫,佐々木徹,田原正一,野本茂樹,野本恵美,倉本和直,近藤昊;石川直幸;二又裕之
• 通讯作者: 二又裕之