Elucidation of the inter-microbial interaction and application to effective screening methods

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本研究では、微生物間相互作用による遺伝子発現・代謝状態の変動に着目し、乳酸菌をモデルとした「情報伝達因子の探索」と「相互作用が制御する代謝経路の解析」により、微生物間の情報伝達機構を生存戦略としての視座から解明する。本年度は、本研究の前提となる乳酸菌-他微生物間の相互作用を探索した。ここでは土壌、果実を分離源とし、試験検討としていずれもグラム陰性のPseudomonas属細菌、Xanthomonas属細菌(以後Xcと表記)、Dickeya属細菌の代謝産物による微生物叢変動、および乳酸菌分離への影響を調査した。解析に際し、各分離源の集積培養に使用するMRS液体培地に1% (v/v)のPY液体培地(コントロール)、または各グラム陰性菌のPY培養液無菌上清を添加した。培養後の回収菌体を用いて16S rRNAのV3-V4領域を標的としたアンプリコンシーケンス(DNBSEQ-G400)を実施し、Qiime2による比較解析を行った。菌株単位での代謝変動解析に向けては、集積培養液をMRS-CaCO3プレート上に塗布し、酸産生によるクリアゾーン形成を指標とした乳酸菌の単離を実施した。アンプリコンシーケンスの結果、土壌サンプルのコントロールではLeuconostocaceaeが>99%を占めていた一方、Xc培養液添加区分ではEnterococcaceaeが約17％に増加するという科レベルでの差異が観察された。果実サンプルでは目レベルで劇的な変化が観察され、コントロールで98%を占めていたLactobacillalesがXc区分ではBacillalesにほぼ置き換わっていた。これらの結果は、Xcの培養液中に存在する相互作用因子が乳酸菌の代謝変動を誘起することを示唆しており、プレート上から分離した計425株の系統解析を進めるとともに、生育や抗菌物質生産への影響を解析中である。