新手法で微生物の电気伝导性测定に成功、その生态系理解に迫る
微生物のコミュニティにおける电気伝导度を测定する新手法を开発しました。微生物を使った电池や电気化学センサーの开発に贡献できるだけでなく、微生物の生态系に电気がどのようにかかわっているのかを明らかにするためのツールとして利用することが期待されます。
微生物の一匹一匹は目に见えませんが、数千万匹、数亿匹の微生物がつくる集団になると私たちでも视认することができます。こうした微生物の集団はバイオフィルムと呼ばれ、その中では细胞ごとの机能分化やコミュニケーションが行われるなど、さまざまな生存戦略が立てられています。
微生物の中には电気伝导性を有するものがおり、その微生物がつくるバイオフィルムの中では电気が流れることが近年分かってきました。バイオフィルム内で流れる电子は、微生物燃料电池、嫌気性消化、电気化学センサーなどさまざまな环境?エネルギー技术の开発に役立てられていますが、电気伝导が微生物の生态に与える影响や、微生物の世界における电気伝导の普遍性は分かっていませんでした。微生物の电気伝导度测定には电极上へのバイオフィルム形成が必要ですが、これは多くの微生物で难しかったためです。
本研究では、電極上でのバイオフィルム形成プロセスを必要としない、新しいバイオエレクトロニクスシステムを構築しました。バイオフィルムの一形態であるコロニーと呼ばれる微生物の集団を寒天上に形成し、それを直接電極へ押し当てて電気伝導度を測定するという極めてシンプルな実験系を新たに考案し、実証しました。コロニーは培養可能な微生物のほとんどでみられる形態であるため、本技術は電気伝導度の測定が可能な微生物種の幅を著しく広げることができます。実際に本技術を用いた研究で、これまで電気伝導度の測定が困難だった日和見菌である緑膿菌や、環境中に広く存在する枯草菌が電気伝導性を有することを実証しました。さらに、本技術により、電気を流すモデル微生物であるShewanella oneidensis MR-1の電気伝導の分子メカニズムを解明することもできました。
本成果は、微生物燃料电池、嫌気性消化、电気化学センサーなど环境?エネルギー技术の开発に役立つ微生物の选定への応用や、微生物の电気的生态系の解明を加速させる基盘技术として活用されることが期待されます。
笔顿贵资料
プレスリリース研究代表者
筑波大学生命环境系掲载论文
- 【题名】
- Colony-based electrochemistry reveals electron conduction mechanisms mediated by cytochromes and flavins in Shewanella oneidensis
（微生物コミュニティ内の导电率测定技术の开発と导电机构の解明） - 【掲载誌】
- Environmental Science and Technology
- 【顿翱滨】