代謝振動現象を利用した環境中毒性物質のバイオモニタリング

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エネルギー獲得系として生物活性との関連が深く、過渡的な変化に敏感と考えられる酵母の解糖系の代謝振動に着目し、毒物添加に伴う振動波形の変化を定量的に捉えるとによりバイオセンシング法としての可能性を検討した。培養した酵母Saccharomyces cerevisiaeを冷却、洗浄しエアレーションを行なった後再懸濁させてこれを2mlとって試料とした。ここへグルコースを添加した際のNADH濃度の変化を蛍光(励起360nm、蛍光450nm)により測定した。まず安定した振動が常に得られるように酵母の培養法や前処理法、測定法などについて検討し、最適な振動誘発条件を確立した。グルコース添加に伴うこの振動波形から振動の周期、振幅、減衰率などを求め、化学物質との接触によるこれらのパラメータの変化を調べた。次に化学物質添加時期の影響を銅イオンを用いて検討した。銅イオンをグルコース添加と同時あるいは、グルコース添加の30または60分前に添加してその相違を調べたところいずれも添加の影響は見られたが、同時添加の場合に最も大きな変化がみられ、かつ結果の再現性にも優れていた。これをもとに化学物質として呼吸活性阻害剤、解糖系酵素阻害剤、細胞膜変性剤、重金属イオン、アルコール、有機溶媒、溶存酸素除去剤、及び酸塩基を添加し、その影響を調べた。化学物質の種類などにより幾つかの特徴的な変化のパターンが見られた。これらの違いを振動波形から振動回数、最大振幅、減衰率などを求めることにより評価した。さらに添加により顕著な変化が見られた幾つかの物質について添加濃度と波形変化との関係を調べた。これにより濃度の増大と共に各指標により特徴的な変化を示すことがわかった。