バイオテクノロジー

NBRCニュース 第60号

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                      NBRCニュース No. 60(2019.12.2)
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 このたびの台風19号により、被災された皆様には心よりお見舞い申し上げます。一日も
早い復旧をお祈りいたします。
 今号の連載「埋蔵菌プロジェクト」では、本プロジェクトで収集した油脂酵母Lipomyces
属の菌株とその油脂生産能の改良をご紹介しています。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.菌株リスト公開のお知らせ
   a. 食品・植物由来の微生物
   b. 黄桜が選んだ乳酸菌
 3.埋蔵菌プロジェクト(3)
   a. 日本中の土からスクリーニングした油脂酵母Lipomyces属
   b. 油脂酵母Lipomyces属の産業利用へ向けた改良
 4.NITE講座(2019年度後期)のご案内(再掲)
   バイオエコノミーの推進に向けた取組
   ~遺伝子組換え生物の安全な利用への歩みと最新動向~
 5.イベントのご案内
   a. “未来へのバイオ技術”勉強会
     「NITE-NBRCの輝く金塊(菌塊)を掘り起こす!」
   b. 第2回 関西スマートセルフォーラム2019
   c. NBRCの展示
 6.年末年始のNBRC株・DNAリソース・NBRC微生物カクテルの発送休止について

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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
 酵母11株、糸状菌3株、細菌24株が新たにご利用可能となりました。
 酵母では、国内の花から分離されたMetschnikowia属の新種Metschnikowia miensis 
NBRC 112401NBRC 112402NBRC 112403NBRC 112445を公開しました。グルコースの
発酵能を持たないという、本属では珍しい特徴を有しています。
 細菌では、放射線耐性菌として報告された“Methylobacterium durans” NBRC 112876、
含塩素有機リン酸トリエステル類の分解菌Sphingobium sp. NBRC 112374(= TCM1)及び
Sphingomonas sp. NBRC 112375(= TDK1)を公開しました。

【詳細】 https://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/nbrc/new_strain/new_dna.html

◆ RD株
  2018年9月、2019年7月に公開したヒト由来微生物株(146株)に加え、11月から新たに
ヒトの糞便、口腔(唾液、歯垢)から分離した細菌50株の提供を開始しました。今回の公
開株にはヒト常在性ビフィズス菌10株や、酪酸産生菌の分類群として知られるClost-
ridiales目Lachnospiraceae科に属する11株などが含まれています。マイクロバイオーム
研究などにご活用ください。
 また前号に引き続き、新潟薬科大学より譲り受けた油脂酵母として知られるLipomyces
属等24株の提供を新たに開始しました。「埋蔵菌」として収集された菌株です。本菌株の
背景については、3.埋蔵菌プロジェクト(3)でご紹介しています。

【詳細】 https://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/rd/new_rd.html
【RD株リスト】 https://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/rd/available_rd_list.html
【ヒト由来微生物】
 https://www.nite.go.jp/nbrc/industry/cultures/humanfecesbacteria.html
【埋蔵菌とは】
 https://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/others/nbrcnews/news_vol58.html#news58_2

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 2.菌株リスト公開のお知らせ
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  a. 食品・植物由来の微生物
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 ご要望の多い食品・植物に由来する乳酸菌、酵母などをまとめたリストを公開しました。
Excelファイルでダウンロードできるので検索も簡単!是非醸造用、商品開発などにご活用
ください。

【URL】 https://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/nbrc/use/specialset2.html

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  b. 黄桜が選んだ乳酸菌
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 NBRCの桿状乳酸菌の中から選抜された菌株が、黄桜株式会社にて実際に山廃純米吟醸酒
の醸造に使用されています。選抜された菌株も含め、研究開発事業※で生もと系酒母育成
に適した菌株のスクリーニングに用いられた22菌株がNBRCからご購入いただけます。是非
醸造用や商品開発などにご活用ください。

※平成25~27年度戦略的基盤技術高度化支援事業(サポイン事業)
 「世界市場を開拓するSake・大吟醸生産システムの革新」

【詳細】 https://www.nite.go.jp/data/000101108.pdf【PDF:1661KB】

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 3.埋蔵菌プロジェクト(3)
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 この度、「埋蔵菌」として提供を開始したLipomyces属酵母の分離の背景を本菌株を日
本各地より分離・収集した山梨大学長沼先生および柳場先生にご解説いただきました。さ
らにLipomyces属酵母の産業利用へ向けた発展の可能性を新潟薬科大学高久先生より改良
技術とともにご紹介いただきました。

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  a. 日本中の土からスクリーニングした油脂酵母Lipomyces属
       (山梨大学大学院総合研究部生命環境学域生命農学系(地域食物科学)
                         研究員 長沼孝文・柳場まな)
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 Lipomyces属は油脂生産酵母として知られていますが、その始めは今から73年前の1946
年で、私の生まれた年です。そんな縁もあって(?)、この酵母との付き合いは49年間に
亘ります。当時上司だった兎束保之先生がこの酵母に興味を持ち、研究室の職員や出身が
全国区の学生さん、全国を飛び回る会社の方が、学会に行った際の現地での採取などによ
り多数の場所から土を集めました。それらからの分離株が今回のNBRCの埋蔵菌プロジェク
トで市民権を与えられることになり、分離株共々NBRCに大いに感謝している次第です。
 この属の酵母は、細胞内に中性脂質を膜で囲った脂肪球と呼ばれる細胞内小器官を形成
し、この脂肪球は光学顕微鏡下で観察できるためLipomyces属であることが容易に判断出
来ます。分離株は、生態学や分類学、脂質代謝に関する検討に利用されました。私は脂肪
球肥大、即ち脂質合成代謝と培地成分や培養条件など環境要因の影響に関する研究を専ら
とし、これら分離株により脂質合成を制御する因子の特定と、代謝経路を推定することが
できました(1)。脂肪球内脂質はパーム油に類似しています。一度蓄えられた脂質は殆
ど消費することなく一生を終えますし、炭素源欠乏後も高い生菌率を維持しますが、これ
も蓄えられた脂質を少しずつ利用出来るからだと考えられています。
 Lipomyces属酵母は元々5種が知られていました。栄養要求性や胞子形状から、野外分離
株(自然界から分離した菌株)の種を簡易同定したところ殆どがLipomyces starkeyiでし
た。しかし、この種に属する酵母は、核型解析を行うと菌株間の相同性が異なっているの
で、我が国は多様な性質を持つLipomyces属の宝庫であることが示唆されます(2)。
(長沼孝文)
  写真1、写真2
 日本における油脂自給率はカロリーベースで3%と極めて低く(3)、供給源の1つであ
る油糧作物は植物であるため大きな栽培面積が必要で、温暖化による異常気象の影響を受
け易いです。Lipomyces属の場合は、タンクで培養すれば小面積で安定的な油脂生産がで
きます。私は、これをテーマに学位論文研究に取り組みました。
 炭素源として低価値再生可能資源を用いれば、Lipomyces属で油脂生産を行う有用性が
増します。有難いことに研究室には、長沼先生や先輩諸氏が確立された分離・簡易同定法
により取得した野外分離株と他機関から分譲された菌株を合わせて300菌株ほどが保管さ
れていました。これらの菌株をキシロース、セロビオース、廃棄モモ果汁、米糠などの十
数種類の低価値再生可能資源に対応させ、油脂蓄積に長けた菌株のスクリーニングに取り
掛かりました。その結果、油脂蓄積能力が高い菌株の多くは野外分離株であり、研究室に
眠っていた菌株達はまさに「埋蔵菌」でした。なかには数種類の異なる炭素源に対応して
高い油脂蓄積能力を示す野外分離株もあり(4)、Lipomyces属の多様性と可能性に魅了さ
れました。一方で、環境からの影響を受け易いという側面もあります。スクリーニング実
験の都合上、固体培地で目的菌株をある程度まで絞り込み、実用生産のための液体培地で
菌株を決定する方式を取りましたが、固体から液体に培地を変更すると油脂蓄積能力の明
らかな低下が起こりました。また、油脂蓄積能力が高い野外分離株を培地成分がリッチな
条件で培養し続けると、その能力が低下する傾向も見られました。環境要因に左右され易
いということを逆手に取り、スクリーニングしたLipomyces属菌株にとって適切な培地・
培養条件を探索しました。その結果、油脂蓄積能力を保持したまま培養スケールを大きく
することができました(5)。気候変動による栽培環境の悪化で作物から得られる油脂が
減少しても、Lipomyces属から得られる油脂でその不足を軽減できるのではないかと夢が
持てています。(柳場まな)

【文献】
 (1)長沼 (1989). 生物科学 41(2), 90.
 (2)長沼 (2010). 第19回酵母合同シンポジウム講演要旨,p24.
 (3)寳川, 薮田, 渡邉, 川満 (2018). 日作紀 (Jpn. J. Crop Sci.) 87(3), 223-232.
 (4)Yanagiba, Masaki, Shinmori, Naganuma (2019). J. Gen. Appl. Microbiol. 65,
    80-87.
 (5)Yanagiba, Shinmori, Naganuma (2019). J. Oleo Sci. 68(3), 245-249.

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  b. 油脂酵母Lipomyces属の産業利用へ向けた改良
               (新潟薬科大学 応用生命科学部 教授 高久洋暁)
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 近年、我々人間の食生活の変化、世界人口の急増によるエネルギーや食糧の問題などに
より油脂の需要は急激に上昇しています。しかしながら、日本の油脂自給率は非常に低く、
油脂の用途の大部分を占める食用油脂自給率は12%(平成29年度)であり、先進国の中で
最低です。この状況は、日本の油脂関連産業が世界の油脂市場の環境、国策、相場に左右
されることを意味します。環境保護や日本の国土を考えると広大な農地開拓が必要となる
油糧作物の生産拡大は望ましくなく、陸上植物への依存だけでなく、幅広く油脂資源を確
保しておくことが必要です。我々は、その油脂供給源として、油糧微生物、特に油脂酵母
に注目しています。油脂酵母Lipomyces starkeyiは、油脂を細胞内に脂肪球という形で75
%以上蓄積できる潜在能力をもつ酵母です。さらにグルコースのみならず、キシロース、
フルクトース、セロビオース、デンプンなどの様々な糖を資化できることから、複数の糖
が混在するバイオマス由来の糖化液からも無駄なく油脂生産が可能で、産業利用上有望な
能力を持っています。また、その油脂の脂肪酸組成はパーム油と非常に類似しているため
植物代替油として有望です。しかしながら、産業利用していくためには、本酵母の油脂産
生速度、対糖油脂収率の向上が必要であると考えられました。
 そこで我々は、油脂生産性が向上した油脂高蓄積変異株の取得を試みました。油脂高蓄
積変異株を取得するために、L. starkeyi CBS 1807を変異原物質エチルメタンスルホン酸
又は紫外線処理し、変異を誘発させた変異株群を培養しました。この変異株群をPercoll※
密度勾配遠心法により分離し、上層の油脂高蓄積画分を分取しました。この変異株取得方
法は水と油の密度の違いを利用しており、Percoll試薬に菌体を混合し遠心すると油脂を
高蓄積した細胞を上層に分画することができます。この上層画分をさらに培養し、Percoll
密度勾配遠心法による分画を繰り返すことにより、油脂高蓄積変異候補株を含むと考えら
れる画分を獲得しました。その後、平板寒天培地に散布し、顕微鏡、フローサイトメト
リーを利用した1次スクリーニング、油脂を定量した2次スクリーニングにより油脂高蓄積
変異株を獲得しました(特開2019-146543号)(1)。油脂高蓄積変異株は、野生株と比較し
て、細胞の増殖速度及び終濃度はやや低下しましたが、細胞あたりの油脂蓄積性は約7倍
まで向上し、単位体積当たりの油脂生産量も4倍弱まで向上しました。すなわち、育種に
より、課題である油脂生産性を伸ばすことが可能であることが明らかになりました。
 また、我々のグループでは、形質転換系の構築(2)、遺伝子高発現プロモーターの開
発、遺伝子多コピー導入システム開発、効率的な遺伝子ターゲティングのための宿主開発
(3)を行っており、目的用途に合わせて、油脂酵母L. starkeyiに遺伝子組換えを行うこ
とも可能としました。
 今回、埋蔵菌としてNBRCで公開された油脂酵母Lipomyces属は、それぞれが特徴的な糖
の資化性、油脂の蓄積性を持っている菌株です。我々が開発した手法を用いることで利用
者の用途に合わせて、さらに育種、遺伝子組換えによる改変などが可能であると考えてい
ます。埋蔵菌を様々な研究や教育の場面で是非ご活用ください。

※ポリビニルピロリドン(PVP)でコートされたケイ酸コロイド粒子(GEヘルスケアライ
 フサイエンス社製)
Lipomyces属の顕微鏡写真
               Lipomyces属の顕微鏡写真

【文献】
 (1)Yamazaki, Kobayashi, Ebina, Abe, Ara, Shida, Ogasawara, Yaoi, Araki,
    Takaku (2019). Appl. Microbiol. Biotechnol. 103(15), 6297-6308.
 (2)Oguro, Yamazaki, Shida, Ogasawara, Takagi, Takaku (2015). Biosci. Bio-
    technol. Biochem. 79, 512-515.
 (3)Oguro, Yamazaki, Ara, Shida, Ogasawara, Takagi, Takaku (2017). Curr. 
    Genet. 63, 751-763.

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 4.NITE講座(2019年度後期)のご案内(再掲)
   バイオエコノミーの推進に向けた取組
   ~遺伝子組換え生物の安全な利用への歩みと最新動向~
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 近年、ゲノム編集やゲノム解析など急速に発展するバイオテクノロジーとAIなどのデジ
タル技術を融合することで、ものづくり、医療・創薬、エネルギー、農業等様々な産業分
野で発展をもたらす“バイオエコノミー”の時代を迎えています。
 一方、生物多様性条約やカルタヘナ議定書など、生物遺伝資源の安全で持続可能な利用
のための既存の枠組みにおいて、新しいバイオテクノロジーをどのように取扱うかの検討
が必要となります。
 本講座では、今年6月に策定されたバイオ戦略2019の概要、バイオ産業におけるデジタ
ル活用の方向性、生物多様性条約において新たなバイオテクノロジーをどのように取扱う
かについての議論や、これに対するNITEの取組みについてご紹介いたします。

講座日程:2019年12月11日(水)13:30~16:20
 
開催場所及び定員:
 ・東京会場 NITE本所(東京都渋谷区西原2-49-10)            定員50名
 ・東北会場 NITE東北支所(宮城県仙台市宮城野区東仙台4-5-18)     定員15名
 ・北陸会場 NITE北陸支所(石川県金沢市西念3-4-1 金沢駅西合同庁舎)  定員 8名
 ・中部会場 NITE中部支所(愛知県名古屋市中区三の丸2-5-1 名古屋合同庁舎第2号館)
                                    定員10名
 ・大阪会場 NITE大阪事業所(大阪府大阪市住之江区南港北1-22-16)    定員50名
  ・中国会場 経済産業省中国経済産業局(広島県広島市中区上八丁堀6-30 広島合同庁
       舎第3号館)                        定員20名
 ・四国会場 産業技術総合研究所四国センター(香川県高松市林町2217-14) 定員15名
 ・九州会場 NITE九州支所(福岡県福岡市南区塩原2-1-28)        定員20名

※東京会場にて開催し、東北、北陸、中部、大阪、中国、四国、九州の各会場に配信します。

参 加 費:無料

募集期間:2019年11月12日(火)~12月9日(月)17:00まで

※定員になり次第締め切ります。お早めのお申し込みをお願いいたします。

演題:
 1. バイオ戦略2019の概要
 2. 生物多様性条約、カルタヘナ議定書の概要と新たなバイオテクノロジー
 3. 生物多様性条約、名古屋議定書を踏まえたABS指針とNITEにおける取組
 4. カルタヘナ法におけるNITEの取組とゲノム編集、遺伝子組換え生物の開放系利用へ
   の対応

【詳細およびお申し込みフォーム】
 https://www.nite.go.jp/nbrc/information/nite_lectureship_2019late.html

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 5.イベントのご案内
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  a.“未来へのバイオ技術”勉強会
    「NITE-NBRCの輝く金塊(菌塊)を掘り起こす!」
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 バイオインダストリー協会主催の勉強会が開催されます。発酵食品・果物などから分離
した多彩な乳酸菌、ヒトの皮膚等様々な部位から分離された微生物、多様な分解能を有す
る環境浄化に役立つ微生物など、NBRCが保有する豊富な微生物群から掘り起こされた輝く
金塊(菌塊)と活用事例をご紹介します。ヘルスケア、食品、環境、医薬と多様な分野の
リソースとしてお役立てください。

日時:2019年12月16日(月)14:00~16:50
場所:アットビジネスセンター 東京駅八重洲通り 604号室
定員:84名(参加登録先着順)
参加方法:以下のお申し込みフォームからご登録頂けます。
参加費:JBA法人会員、JBA個人会員(アカデミア所属) 無料
    協賛・後援学会会員 無料
    JBA法人会員でない企業(事業者)に所属する個人会員 5,000円(税込)
    非会員 10,000円(税込)
問い合わせ先:(一財)バイオインダストリー協会(担当:矢田、岸本)
       〒104-0032 東京都中央区八丁堀2-26-9 グランデビル8階
       TEL 03-5541-2731

【詳細およびお申し込みフォーム】
 https://www.jba.or.jp/jba/seminar/se_02/nitenbrc.php

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  b. 第2回 関西スマートセルフォーラム2019
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 近畿経済産業局及び近畿バイオインダストリー振興会議による「関西スマートセル
フォーラム2019」が開催されます。アカデミアや企業の最新技術動向の紹介とともに、ス
マートセル関連知財の学習の場、また新旧技術の融合を実現するマッチングの機会が提供
されます。本フォーラムにおいて、和歌山県工業技術センターとNBRCの共同研究で開発中
の技術について、和歌山県工業技術センターの中村允氏がご紹介します。

演題:「微生物を用いたウメ調味廃液からの油脂生産技術」
演者:和歌山県工業技術センター 食品開発部 主査研究員 中村允氏

日時:2019年12月11日(水)13:30~17:00(17:00~交流会)
場所:大阪大学中之島センター 7階 講義室703
参加費:無料(交流会3,000円)

【詳細およびお申し込みフォーム】
 https://www.kansai.meti.go.jp/2-4bio/kansaismartcell.html#smartcell1

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  c. NBRCの展示
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 以下に出展いたします。ブースではお立ち寄りいただいた皆様からのご相談やご質問に
もお答えします。是非お越しください。

第42回 日本分子生物学会年会
 日時:2019年12月3日(火)~6日(金)
 場所:マリンメッセ福岡
 URL :https://www2.aeplan.co.jp/mbsj2019/

2019年 室内環境学会学術大会
 日時:2019年12月5日(木)~7日(土)
 場所:沖縄県市町村自治会館
 URL :https://confit.atlas.jp/guide/event/siej2019/top

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 6.年末年始のNBRC株・DNAリソース・NBRC微生物カクテルの発送休止について
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 NBRCでは以下の期間中、発送を休止させていただきます。

◆NBRC株・DNAリソース

発送休止期間:2019年12月20日(金) ~ 2020年1月7日(火)

発送予定:
 12月13日(金) ~ 12月16日(月)受付分 → 12月19日(木)発送
 12月17日(火) ~ 12月25日(水)受付分 →  1月 8日(水)発送
 12月26日(木) ~  1月 6日(月)受付分 →  1月15日(水)発送
  1月 7日(火) ~  1月13日(月)受付分 →  1月16日(木)以降順次発送

 ※分譲受付が集中する場合や分譲標品の形態により、以上の発送日以降になることがご
  ざいます。

◆NBRC微生物カクテル

発送休止期間:2019年12月26日(木) ~ 2020年1月5日(日)

 ※通常、月~水曜日に発送予定です。

【詳細】 https://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/information/holiday.html

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 編集後記
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 いよいよ12月。鍋物が美味しい季節になりました。私は基本的に家で料理はしないので
すが、平均すると月に一度ほど、食べたいと思ったものや、作り方に興味がわいたものな
どを作ります。鳥肝の酒煮やカキの酒蒸し、パン、ピーナッツ味噌、自家製ガリなど、家
族受けしなかったり、うまく出来る保証がないなど、普段の食事としては難ありなものを、
自己責任、自己消費で。ネットの情報をざっと眺めて適当に作るので、失敗も成功もあり
ますが、結構なんとかなるので楽しいですよ。ただ、主婦(夫)に迷惑にならないように
やるのが肝腎です。後片付けもお忘れなく。(SB2)

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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。
  https://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/others/nbrcnews/nbrcnews.html
 ・NBRCニュースは配信登録いただいたメールアドレスにお送りしております。
  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60号は2020年2月3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)
   NBRCニュース編集局(nbrcnews@nite.go.jp)
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