Identification of organic matter utilized by pathogenic or drug resistant Escherichia coli in environmental water and control of their growth through organic matter control

环境水中致病性或耐药性大肠杆菌利用的有机物的鉴定，并通过有机物控制来控制其生长

• 批准号: 22KJ1115
• 负责人: 上原 悠太郎
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1115/
• 关键词: ノンターゲット分析; 精密質量分析; 微生物再増殖; 都市河川; 水道水; 大腸菌; 緑膿菌; LC-MS

滅菌処理を施した都市河川水中で大腸菌を植種培養した結果、実験を行った全ての都市河川水において、無機培地内で培養した場合と比較し有意な増殖が確認された。このことから大腸菌が都市河川水中の溶存有機物を基質として利用し増殖していることが示された。培養後の河川水試料は減圧蒸留による濃縮処理を施した後、高速液体クロマトグラフ-高分解能精密質量分析計(LC-MS)による溶存有機物のノンターゲット分析を行った。大腸菌を植種した河川水としていない河川水のマススペクトルを比較し、植種した系で検出強度が低下した成分を基質候補としてスクリーニングした。基質候補の多くは単一の地点でのみ検出されたことから環境下において大腸菌は特定の有機物に限らず利用可能な有機物を様々に利用している可能性がある。基質候補に対して、MS/MS分析による構造推定を行った結果、C10H20O3は3-ヒドロキシデカン酸と推定され、純品との比較により同定がなされた。この物質は大腸菌の基質とは報告されていないが、唯一の炭素源として与えた結果増殖が確認され基質であることが認められた。定量分析の結果、この物質は都市河川水中に6.7μg/L溶存し, この内1.1μg/Lが大腸菌増殖に利用されたことが分かった。本年度の研究においては１物質のみしか特定、定量を行うことができなかった。しかし、環境水中にマイクログラム程度でしか存在しない未知物質に対しても分析が行えることは今度環境水中における細菌の増殖実態を解明するうえで極めて強力な分析ツールになるといえる。これに加えて、本年度は水道水と緑膿菌を対象として同様の手法により基質のスクリーニングを試みた。基質候補を幾つか検出できたことから、来年度以降に水道水中での細菌の再増殖実態の解明に切り込める見込みである。

The results of bacterial cultivation in urban river water after sterilization treatment were compared with those of intentional cultivation. The use of Escherichia coli as a substrate for dissolved organic matter in urban river water After incubation, the concentration of the river water sample was reduced by pressure evaporation, and the dissolved organic matter was analyzed by high speed liquid chromatography-high resolution precision mass spectrometry (LC-MS). Coliform bacteria are planted in the river water, and the growth rate of the river water is higher than that of the soil. Many substrate candidates are available at different locations. Under different environmental conditions, coliform bacteria are available only for certain organic substances. Matrix candidate, MS/MS analysis, structural estimation, C10H20O3, 3-D acid estimation, pure product comparison This substance is the substrate of coliform bacteria and is reported to be the only source of carbon and the result of multiplication is confirmed to be the substrate. The results of quantitative analysis showed that the substance was dissolved in urban river water at 6.7μg/L, and was used for coliform proliferation at 1.1μg/L. This year's research is focused on specific and quantitative substances. The presence of unknown substances in environmental water is analyzed in order to clarify the growth status of bacteria in environmental water. This year, the water quality of Pseudomonas aeruginosa was improved. The substrate candidate has been selected for the next year. The reproduction status of bacteria in the descending waterway water has been clarified.

项目成果

凍結乾燥および蒸発濃縮による試料前処理に伴う不揮発性塩の残留がLC/MS分析に及ぼす影響

冷冻干燥和蒸发浓缩样品预处理残留的非挥发性盐对 LC/MS 分析的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 上原悠太郎;栗栖太;春日郁朗;古米弘明
• 通讯作者: 古米弘明

non-target screening of DOM used for bacterial growth in tap water and verification of bacterial growth controlling through DOM control

用于自来水中细菌生长的 DOM 的非目标筛选以及通过 DOM 控制来控制细菌生长的验证

• 发表时间: 2022
• 作者: Y Uehara;I Kasuga;H Furumai and F Kurisu;Uehara Yutaro
• 通讯作者: Uehara Yutaro

What supports Escherichia coli growth in urban river? : non-targeted screening and quantification by high resolution LC/MS

是什么支持大肠杆菌在城市河流中生长？

• 发表时间: 2023
• 作者: Uehara Y;Kasuga I;Furumai H and Kurisu F
• 通讯作者: Furumai H and Kurisu F

Comparison of different pretreatment methods for non-targeted LC/MS analysis of dissolved organic matter in river water

河水中溶解有机物非靶向LC/MS分析不同预处理方法的比较

• 发表时间: 2023
• 作者: Y Uehara;I Kasuga;H Furumai and F Kurisu
• 通讯作者: H Furumai and F Kurisu

河川水中に溶存する大腸菌増殖基質の高分解能LC/MSを用いたスクリーニング

使用高分辨率 LC/MS 筛选溶解在河水中的大肠杆菌生长底物

• 发表时间: 2022
• 作者: Y Uehara;I Kasuga;H Furumai and F Kurisu;Uehara Yutaro;上原悠太郎，春日郁朗，古米弘明，栗栖太
• 通讯作者: 上原悠太郎，春日郁朗，古米弘明，栗栖太