海洋性微生物共生システムを利用した合成菌叢によるバイオプロセスの構築

これまでの研究において、キチン分解菌叢からの優占種の単離を試みてきたが、単離された微生物は優占種ではないBacillus属やVibrio属などであり、単独でキチンを分解することはできなかった。そのため、キチン分解に関与する微生物の増殖は、他の微生物との共生が必須であり、単独で単離することが困難であると推測された。そこで、これまでのように単一の微生物を単離するのではなく、限界希釈法を繰り返すことによりキチン分解共生系の単純化を試みた。1度目の限界希釈法で得られた最大希釈度の培養液を顕微鏡観察したところ、キチンの結晶に付着した短桿菌とその周囲に浮遊する球菌の2種類が主に観察され、様々な形状の微生物が混在していたオリジナルの分解菌叢と比較して、微生物の種類が明らかに減少していた。このことから、限界希釈法により夾雑菌の多くが排除されたことが示唆された。さらなる夾雑菌の排除を試みるため、限界希釈法で得られた培養液を継代培養し、抗生物質（アンピシリン、ゲンタマイシン、クロラムフェニコール）を添加したところ、アンピシリンとゲンタマイシンにおいてキチン分解および菌叢の増殖が確認できた。この結果から、キチン分解に関与している微生物群はアンピシリンとゲンタマイシン耐性を持つことが明らかとなった。そこで、抗生物質添加で増殖が確認できた培養液を用いて、さらに限界希釈法を繰り返したところ、最大希釈度で得られた培養液には、やはりキチンに付着した短桿菌とその周囲に浮遊する球菌が確認されたため、この2種類の微生物の共生関係とキチン分解への関与が強く示唆された。

これまでの研究において、キチン分解菌叢からの優占種の単離を試みてきたが、単離された微生物は優占種ではないBacillus属やVibrio属などであり、単独でキチンを分解することはできなかった。そのため、キチン分解に関与する微生物の増殖は、他の微生物との共生が必須であり、単独で単離することが困難であると推測された。そこで、これまでのように単一の微生物を単離するのではなく、限界希釈法を繰り返すことによりキチン分解共生系の単純化を試みた。1度目の限界希釈法で得られた最大希釈度の培養液を顕微鏡観察したところ、キチンの結晶に付着した短桿菌とその周囲に浮遊する球菌の2種類が主に観察され、様々な形状の微生物が混在していたオリジナルの分解菌叢と比較して、微生物の種類が明らかに減少していた。このことから、限界希釈法により夾雑菌の多くが排除されたことが示唆された。さらなる夾雑菌の排除を試みるため、限界希釈法で得られた培養液を継代培養し、抗生物質（アンピシリン、ゲンタマイシン、クロラムフェニコール）を添加したところ、アンピシリンとゲンタマイシンにおいてキチン分解および菌叢の増殖が確認できた。この結果から、キチン分解に関与している微生物群はアンピシリンとゲンタマイシン耐性を持つことが明らかとなった。そこで、抗生物質添加で増殖が確認できた培養液を用いて、さらに限界希釈法を繰り返したところ、最大希釈度で得られた培養液には、やはりキチンに付着した短桿菌とその周囲に浮遊する球菌が確認されたため、この2種類の微生物の共生関係とキチン分解への関与が強く示唆された。