バイオテクノロジー

NBRCニュース 第44号

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                      NBRCニュース No. 44(2017.3.31)
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 NBRCニュース第44号をお届けします。今号はNBRCユーザーの方々から利用例をご紹介い
ただく連載「あなたの活用例教えてください」をお届けします。またNITEのYouTube公式
チャンネル開設のお知らせも掲載しています。最後までお読みいただければ幸いです。
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 内容
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 1.新たにご利用可能となった微生物株
 2.あなたの活用例教えてください(3)
    運動性放線菌の選択分離法とフラジェリン遺伝子検出
 3.微生物あれこれ(40)菌根菌 ~植物の成長を支える縁の下の力持ち~
 4.海外資源へのアクセスに関する国別情報
 5.YouTube公式チャンネル開設のお知らせ
 6.ゴールデンウィーク期間中のNBRC微生物株・DNAリソースの発送休止について
 7.NITEバイオテクノロジーセンター展示のお知らせ

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 1.新たにご利用可能となった微生物株
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◆ NBRC株、ゲノムDNA
 酵母 124株、糸状菌 13株、細菌 45株、アーキア 7株、ゲノムDNA 2種類が新たにご利
用可能となりました。
 2011年~2015年に実施したSATREPS事業(地球規模課題対応国際科学技術協力プログラ
ム)により、インドネシアで単離した酵母 118株、細菌 9株、アーキア 7株を公開しまし
た。今回新たに公開した菌株を含め、酵母ではこれまでに 211株を公開しています。これ
らの株には5炭糖のキシロース資化性能を有する株や油脂生産酵母が含まれています。リ
ストをホームページに掲載しましたので、是非ご覧ください。
 また、細菌では抗菌や抗炎症活性を示すアミコウマシンと植物の生育を阻害するバシロ
サルシン生産菌Bacillus subtilis NBRC 110487、がん細胞の転移抑制作用を示すウルバ
クチン生産菌Brevibacillus brevis NBRC 110488、そしてエルシニア感染症の原因菌のひ
とつであるYersinia pseudotuberculosis NBRC 112616~NBRC 112620を公開しました。

【詳細】 http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/nbrc/new_strain/new_dna.html
【インドネシア産酵母リスト】
     http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/nbrc/use/indonesia_yeast.html

◆ RD株
 国内のサイレージおよび堆肥から分離された細菌・酵母 16株、ぶどうから分離された
細菌・酵母 18株を追加しました。是非、リストをご覧ください。

【詳細】 http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/rd/new_rd.html
【RD株リスト】 http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/rd/available_rd_list.html

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 2.あなたの活用例教えてください(3)
   運動性放線菌の選択分離法とフラジェリン遺伝子検出
                     (山梨大学 准教授(技術士)山村英樹、
                       山梨大学 理事・副学長 早川正幸)
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1. はじめに
 放線菌の中には運動性を持つ胞子を形成する菌群が存在し、一般的にそれらは「運動性
放線菌」と呼ばれています。運動性放線菌にはActinoplanes属やActinokineospora属、
Planomonospora属といった、希少性が高く多様な放線菌が含まれているため、積極的に収
集する価値があります。特にActinoplanes属は運動性放線菌の代表格であり、teichomy-
cinやpurpuromycinなどの抗生物質を生産する菌株が見つかっていることから創薬資源と
して重要な菌群です。しかし、土壌などの自然環境中における運動性放線菌の割合は非常
に低く、対して非運動性放線菌であるStreptomyces属が非常に高い割合で存在しているた
め、これらをいかに排除するかが運動性放線菌を手にするための重要なポイントとなりま
す。ここでは、運動性放線菌の分離方法と運動性を判断するための遺伝子解析方法につい
て簡単に書かせて頂きます。

2. 運動性放線菌の選択分離法と新種の発見
 Hayakawaらは運動性放線菌の選択分離法として再水和-遠心沈殿法を開発しました(1)。
この方法では、土壌やリター(落葉など)から放線菌を遊離させ、遠心により非運動性放
線菌(Streptomyces属など)を排除することで、高効率に運動性放線菌を分離することが
できます。具体的には、まず土壌エキス-リン酸緩衝液で土壌中の運動性放線菌の運動性
を活性化させます。次いで、遠心処理によって全ての放線菌を下に沈めます。遠心後、暫
く静置しておくと運動性放線菌が泳いで上清に集まってきますので、ピペットで回収し、
放線菌の選択分離培地であるHV寒天培地に接種します。すると多くの運動性放線菌が生育
してきます。これまでに、この方法を用いて多くの新種が発見されており、最近では
Actinoplanes rishiriensis NBRC 108556T(Tは上付き。分類学上の基準株の場合に付け
られます)、Actinoplanes tropicalis NBRC 110973TActinoplanes cibodasensis 
NBRC 110974Tがこの方法で分離されています。
再水和-遠心沈殿法概略図
                  再水和-遠心沈殿法の概略図

3. 運動性に関わる遺伝子(フラジェリン遺伝子)の検出
 胞子の運動性は放線菌における分類指標のひとつで、その確認はハンギングドロップ法
やべん毛染色法といった、菌体を肉眼で観察する方法で行います。しかし、胞子の運動性
は、培養条件が整わないと運動性が弱かったり、運動性を発現しないといった現象がある
ため、これらの方法によって運動性を正しく判断する事は困難を極めます。そこで、遺伝
子レベルで運動性を検証する方法として、運動性に関わる遺伝子の検出方法を構築するこ
とにしました。
 2012年、製品評価技術基盤機構(NITE)によって運動性放線菌であるActinoplanes 
missouriensis NBRC 102363Tのゲノム情報が公開(2)され、様々な遺伝子情報が明らかに
なりました。その中には運動性に関連する遺伝子も含まれており、種間での変異が比較的
少ないと考えられるべん毛の構成たんぱく質「フラジェリン」に着目しました。もし、フ
ラジェリン遺伝子が検出されれば、運動性がある可能性が高く、無ければ運動性も無しと
判断するのが妥当と考えられます。
 そこでまず、A. missouriensis NBRC 102363Tと、その他の運動性放線菌としてNocar-
dioides sp. JS614、Kineococcus radiotolerans SRS30216のゲノム情報からフラジェリ
ン遺伝子配列を取り出し、配列比較によって特異的なプライマーを設計しました。
 設計したフラジェリン遺伝子特異的プライマーの有効性は、運動性放線菌の代表格であ
るActinoplanes属を対象として検証しました。検出を行ったのはNBRCに保存されている
Actinoplanes属の基準株21株です。その結果、これらすべての株からフラジェリン遺伝子
が検出されました。興味深いことにPCR産物のサイズは株によって1.2 kbpと0.8 kbpの2種
類に分かれました。幸いにもダイレクトシーケンスにて塩基配列を決定することができた
ので配列を比較してみると、0.8 kbpのPCR産物では遺伝子の中央部分の配列0.4 kbpがき
れいに脱落していました。SWISS-MODELにて構造予測してみると、脱落配列はべん毛の外
側に露出するD3領域であり、べん毛を構成するために必要な領域は保存されていました
(3)。

4. おわりに
 創薬資源である放線菌は自然環境中には多く存在しています。しかし、その多くは未だ
に分離されていない状態です。我々は様々な分離方法を考案し、様々な環境にアクセスす
ることで創薬資源である放線菌の収集を行っています。近い将来、まずゲノム情報を利用
して抗生物質や酵素の産生能を遺伝子レベルでスクリーニングし、その後に培養による実
際の生産性評価をする流れが多くなってくるでしょう。NITEには微生物遺伝子機能検索デ
ータベース(MiFuP)二次代謝産物合成遺伝子データベース(DoBISCUIT)があり、これ
らを利用した新しい「ものづくり」が期待されます。

【文献】
 (1) Hayakawa et al. (2000). Antonie van Leeuwenhoek., 78, 171-185.
 (2) Yamamura et al. (2012). Stand Genomic Sci., 7, 294-303.
 (3) Yamamura et al. (2011). FEMS Microbiol. Lett., 324, 21-27.

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 3.微生物あれこれ(40)
   菌根菌 ~植物の成長を支える縁の下の力持ち~         (石田孝英)
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 植物の養分吸収に糸状菌が大きな役割を果たしていることをご存じでしょうか。
 糸状菌の中には植物の根に共生しているものがあり、「菌根菌(きんこんきん)」と呼
ばれています。菌根菌は植物から光合成産物をもらう代わりに、土壌から集めた養分を植
物に渡すことによって植物と共生しています。微生物と植物の共生というと根粒菌を思い
浮かべる人が多いと思いますが、根粒菌と植物の共生が数種のバクテリアとマメ科植物だ
けに観察される特殊な関係であるのに対して、菌根菌と植物の共生は数千種の糸状菌と大
半の陸上植物(全植物種の8割)に見られる一般的な関係です(1)。また、根粒菌は空気中
の窒素をアンモニアなどに変えて植物に渡すのに対して、菌根菌は土壌中から窒素、リン
酸、カリウムなどを集めて植物に渡すという違いがあります。
 菌根菌が感染した根のことを「菌根」と呼びます。菌根を最も観察しやすいのはマツ科
植物でしょう。マツの根を丁寧に掘り返してルーペで観察すると、ほとんどの根端(根の
先端)には根毛がなく、菌糸に覆われていることがわかります。根端を覆う菌糸は、黒や
白、黄と様々な色をしており、菌糸の様子もつるつる、ふさふさなど変化に富みます。こ
のように菌糸が根端を覆うようなタイプの菌根は外生菌根と呼ばれており、マツ科やブナ
科、カバノキ科などの根に、担子菌類や子嚢菌類が共生した際に見られます。
外生菌根の例
                    外生菌根の例

 外生菌根を形成する菌(外生菌根菌)の例としてマツタケが挙げられます。マツタケは
アカマツ林で採れるという話を聞いたことがあるかもしれませんが、これはマツタケの宿
主がおもにアカマツだからです。外生菌根菌には他にも、トリュフやポルチーニ、アンズ
タケ、ホンシメジなど、多くの食用きのこが含まれます。このような菌根性のきのこは、
シメジやシイタケなどの倒木や落ち葉を栄養源とする腐生性のきのこに比べて、一般的に
培養が困難です。これは、炭素源(光合成産物)を生きた植物から得るという共生者とし
ての性質が一因であると考えられます。
 庭や公園など身の回りの植物でもっともよく見られる菌根はアーバスキュラー菌根と呼
ばれるタイプです。コケ植物から被子植物まで、およそ5割の陸上植物に見られると言わ
れおり、トマトやネギ、キュウリ、バラ、そして多くの雑草が、アーバスキュラー菌根を
形成しています。ただ、アーバスキュラー菌根では、菌糸が植物細胞の中に入り込んでい
るため、これらの植物の根を引き抜いても変わった様子は見られません。根の外側にも菌
糸は疎に伸びているのですが、白色でちぎれやすいため肉眼ではほとんどわからないでし
ょう。細胞内の菌糸の様子を観察するには、蛍光顕微鏡を使うか、菌糸を染色する必要が
あります。
 アーバスキュラー菌根菌(アーバスキュラー菌根をつくる菌類)は、農業分野でも注目
されています。土壌からリンを効率よく集めるアーバスキュラー菌根菌の性質をうまく利
用すれば、リンの施肥量を削減することが出来ると期待されています。リン肥料の削減
は、コスト削減にもなりますし、水質汚染を引き起こす可能性を下げることにもつながり
ます。最近では、ホームセンターの園芸コーナーでも「菌根菌入り」や「VA菌配合」など
と書かれた培養土が売られているのを見かけますが、これらの多くもアーバスキュラー菌
根菌と考えられます。
 今回ご紹介したマツタケなどの外生菌根菌はNBRCからもご利用いただけます。ご興味の
ある方はご相談ください。また、NBRCでは、アーバスキュラー菌根菌についても将来的に
分譲が可能となるように、in vitroでの培養方法を研究しています。
    毛状根培養によってin vitroで胞子を形成したアーバスキュラー菌根菌
    毛状根培養によってin vitroで胞子を形成したアーバスキュラー菌根菌

【文献】
 (1) Wang, B. et al. (2006). Mycorrhiza, 16, 299-363.

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 4.海外資源へのアクセスに関する国別情報
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 NBRCでは、生物多様性条約に基づく海外資源へのアクセスに関する情報を提供しており
ます。既に公開しているブラジル、モンゴル、ミャンマーに加え、新たにタイとEUの微生
物資源へのアクセスに関する情報を公開しました。
 詳細は以下をご覧ください。

 【タイ】 http://www.nite.go.jp/nbrc/global/countries/Thailand_cbd.html
 【EU】 http://www.nite.go.jp/nbrc/global/countries/EU_cbd.html

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 5.YouTube公式チャンネル開設のお知らせ
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 製品評価技術基盤機構(NITE)のYouTube公式チャンネルを開設しました。
 バイオテクノロジーセンター(NBRC)からは、第一弾として「NBRC株のL-乾燥標品(ガ
ラスアンプル)の開け方」を公開しました。初めてガラスアンプルを扱われる方にも、ア
ンプルの開封・復元方法を動画でわかりやすくご確認いただけます。是非ご覧ください。 

NBRC株のL-乾燥標品(ガラスアンプル)の開け方
  https://youtu.be/YhNNdw8DUS4 

(独)製品評価技術基盤機構(NITE) YouTube公式チャンネル 
  https://www.youtube.com/channel/UCsJZusiI3qKtm_w0W4lRXEA

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 6.ゴールデンウィーク期間中のNBRC微生物株・DNAリソースの発送休止について
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 NBRCでは下記の期間中、NBRC微生物株・DNAリソースの発送を休止させていただきます。

 発送休止期間: 平成29年4月28日(金) ~ 5月5日(金)

 発送予定:
  4月25日(火)午前まで受付分           → 4月27日(木)発送
  4月25日(火)午後 ~ 4月28日(金)午前まで受付分 → 5月 8日(月)発送
  4月28日(金)午後 ~ 5月 9日(火)午前まで受付分 → 5月11日(木)以降、順次発送

 発送休止期間中にいただきました分譲依頼は、翌営業日以降に順次対応いたします。
発送予定日は、NBRCからFAXまたはメールにてお送りしている「分譲依頼受領書」の案内
をご確認ください。

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 7.NITEバイオテクノロジーセンター展示のお知らせ
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 ファインケミカルジャパン2017にてNITEバイオテクノロジーセンターと化学物質管理セ
ンターの共同でセミナーを開催いたします。是非お越しください。

◆ ファインケミカルジャパン2017
  日程:平成29年4月19日(水)~21日(金)
  場所:東京ビッグサイト 東1ホール
     http://www.finechemicals-japan.com/

   セミナー:「化学物質の安全管理とバイオの力を活かした物質生産」
     演者:バイオテクノロジーセンター 細山 哲 ほか
   日時:平成29年4月20日(木) 午前10:45~11:45
   場所:東京ビッグサイト 東1ホール セミナーR会場 (R-8)
     https://www.ubmjapan-group.com/finechemicals/seminar/seminar.php
   ※ファインケミカルジャパン来場登録とは別に、上記URLから受講登録をして
    ご来場ください。

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 編集後記
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 棋士 村山聖九段の人生を描いた書籍、「聖の青春」を読了しました。腎ネフローゼと
闘いながら、鬼神のごとく闘い、純粋無垢な子供のごとく生きた29年間の人生の気迫に
圧倒されます。読書の秋も良いですが、春風を感じ桜咲く景色の中、本の世界を旅する
「読書の春」も趣があるのではないでしょうか。来年度も、現場経験を凝縮した「NBRCニ
ュース」で皆様に有益な情報をお届けいたします。どうぞよろしくお願いします。(TA)

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 ・画像付きのバックナンバーを以下のサイトに掲載しております。受信アドレス変更、
  受信停止も以下のサイトからお手続きいただけます。
  http://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/others/nbrcnews/nbrcnews.html
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  万が一間違えて配信されておりましたら、お手数ですが、下記のアドレスにご連絡く
  ださい。
 ・ご質問、転載のご要望など、NBRCニュースについてのお問い合わせは、下記のアドレ
  スにご連絡ください。
 ・掲載内容は予告なく変更することがございます。掲載内容を許可なく複製・転載され
  ることを禁止します。
 ・偶数月の1日(休日の場合はその前後)に配信します。第45号は2017年6月1日に配
  信予定です。

  編集・発行
    独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE)バイオテクノロジーセンター
    NBRCニュース編集局(nbrcnews@nite.go.jp)
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独立行政法人製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター  生物資源利用促進課
TEL:0438-20-5763  FAX:0438-52-2329
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