環境浄化のために育種される微生物の汚染物質感知機能の評価と活用に関する研究

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微生物は、化学物質の濃度変化等の外界の刺激を感知して、自らの行動を決定する情報処理機能を持つ。微生物を環境に放出して汚染物質の浄化を図る場合、この微生物の情報処理機能の活用が浄化を効率的に行うために必要である。本研究の目的は、(1)微生物の物質感知機能の評価システムの開発、(2)汚染物質感知機能の環境浄化への活用であるが、本年度は(1)の項目について研究を行った。従来の解析システムは通性嫌気性菌である大腸菌を対象に開発されたものである。一方、環境浄化のために育種させる微生物の多くは絶対好気性菌のPseudomonas属に属する。従って、従来のシステムでは計測に時間がかかるため、酸素欠乏により正確な評価ができない。そこで、Pseudomonas aeruginosaを対象菌として、迅速な解析システムを構築した。このシステムでは、検定物質をアガロ-スで堅め入れた微小管を一定の菌体濃度の菌体懸濁液に差入れ、菌が検定物質に誘引されて微小管口部に集積する過程の顕微鏡画像をCCDカメラで撮影し、ビデオに記録する。感知機能の評価は、一定時間後のビデオ画面に存在する菌体数や、微小管口部の集積した菌体集団のサイズで定量的に行うことができる。一検体の評価に要する時間は高々2ー3分という、迅速な解析システムである。このシステムを用いてP.aeruginosaの様々な物質に対する感知機能を調べたところ、同菌は通常の20種のアミノ酸すべて、リン酸、有機酸に強く誘引されるものの、ぶどう糖やしょ糖などの糖類には誘引されないことがわかった。このように、Pseudomonas属の物質感知機能を迅速、容易に解析・評価するシステムが構築できたので、今後、このシステムを用いて様々な育種微生物の汚染物質知機能について調べていく予定である。また、感知機能に関与する遺伝子を単離・解析することにより、目的の(2)についても研究を進めていきたい。