デオキシリボザイムを用いた特定微生物の検出法の開発

使用脱氧核酶开发特定微生物的检测方法

基本信息

批准号：
17780070
负责人：
末永光
金额：
$ 2.11万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

廃水処理に広く用いられている活性汚泥法における問題のひとつに糸状性細菌の急激な増殖により引き起こされる汚泥沈降性の低下、すなわちバルキングがある。細菌の増殖活性は、細菌細胞中のrRNAの存在量と相関があることが知られている。従って、活性汚泥中において、糸状性細菌由来の16S rRNAの検出と定量は活性汚泥のバルキング傾向を評価するための重要な指標となりうる。そこで本研究において16S rRNAの配列特異的切断に基づいた迅速・簡便な定量法を考案した。すなわち、複数種の16S rRNA存在下において標的16S rRNAのみを特異的に切断し、その後、電気泳動により切断された16S rRNA断片と未切断片を分離し、それぞれのRNA断片の定量を行うことで全16S rRNAにおける標的16S rRNAの存在比が求められる。16S rRNAの配列特異的切断には、一本鎖のDNAから成り、任意のRNA配列を特異的に切断する機能を持つデオキシリボザイムを利用した。モデル実験より得られた結果を基に、活性汚泥に対し本手法の適用を行った。処理槽中の活性汚泥の一部を毎日一定時刻に抜き取り、RNAを抽出し、バルキングの起因菌であるSphaerotilus属の16S rRNAを、デオキシリボザイム法を用いて定量した。また、同属由来16S rDNAを定量的PCRによって測定し、比較解析を行った。標的16S rDNA存在量の挙動は概ねSVIの変化と一致し、Sphaerotilus属細菌の存在量と汚泥の沈降性の相関が示された。一方、16S rRNAはバルキングの早期発見のための有効な指標であることが示された。

在废水处理中广泛使用的活性污泥方法的问题之一是污泥沉积的减少，即是由于丝状细菌的快速生长引起的。已知细菌生长活性与细菌细胞中RRNA的丰度相关。因此，活化污泥中丝状细菌对16S rRNA的检测和定量可能是评估活化污泥中散装趋势的重要指标。因此，在这项研究中，我们基于16S rRNA的序列特异性裂解设计了一种快速而简单的定量方法。也就是说，在存在多个16S rRNA物种的情况下，只有目标16S rRNA才能特异性切割，然后将16S rRNA片段和未切割片段通过电泳分离，并量化各自的RNA片段以确定所有16S RRNA中靶标16S RRNA的丰度比率。对于16S rRNA的序列特异性裂解，使用了由单链DNA组成的脱氧核酶，并具有特异性裂解任何RNA序列的能力。根据从模型实验获得的结果，将此方法应用于活化的污泥。每天在固定时间提取RNA的一部分活化污泥，并提取RNA，并使用脱氧核酶方法对Sphaerotilus属的16S rRNA（由散装引起的细菌）进行了定量。此外，通过定量PCR测量了来自同一属的16S rDNA并进行比较分析。目标16S rDNA丰度的行为通常与SVI的变化一致，表明Sphaerotilus细菌的丰度与污泥沉积之间存在相关性。另一方面，已证明16S rRNA是早期检测散装的有效指标。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Steady-state Kinetic Characterization of Evolved Biphenyl Dioxygenase, which Acquired Novel Degradation Ability for Benzene and Toluene

进化联苯二加氧酶的稳态动力学表征，该酶获得了苯和甲苯的新降解能力

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY 70(4)
影响因子：
0
作者：
Hikaru Suenaga;Mike Sato;Masatoshi Goto;Mariko Taeshita
通讯作者：
Mariko Taeshita

Novel Approach to Quantitative Detection of Specific rRNA in a Microbial Community, Using Catalytic DNA.

使用催化 DNA 定量检测微生物群落中特定 rRNA 的新方法。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Applied and Environmental Microbiology 71
影响因子：
0
作者：
Hikaru Suenaga;Masatoshi Goto;Kensuke Eurukawa;Hikaru Suenaga et al.
通讯作者：
Hikaru Suenaga et al.

Measurement of growth activity of filamentous bacteria in activated sludge using catalytic DNA molecule.

使用催化 DNA 分子测量活性污泥中丝状细菌的生长活性。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Proceeding of the 4th IWA, Activated Sludge Population Dynamics Specialist Conference.
影响因子：
0
作者：
Hikaru Suenaga;Masatoshi Goto;Kensuke Eurukawa;Hikaru Suenaga et al.;Hikaru Suenaga et al.
通讯作者：
Hikaru Suenaga et al.