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研究内容

研究の概要

研究の概要と意義

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未培養・難培養性微生物の可培養化や機能解明は非常に重要な課題です。しかし、培養に依存しない解析手法の著しい発展に比べて分離培養の方法論は大きく進展しているとは言い難い状況です。

また新規手法の開発の多くは既存の手法をベースにしており、コンセプトレベルでの新しい手法開発(新しい分離培養原理の導出)は極めて少ないと言えます。一方で、多くの微生物が培養困難な普遍的な理由が解明できれば、未培養微生物の可培養化に大きな進展をもたらすことが期待されますが、これまで全く解明されていません(そもそも普遍的な理由が存在するかどうか不明です)。

そこで、革新的な分離培養手法を開発し、培養できない普遍的な理由を解明できれば、多くの未培養微生物の可培養化を実現できると考えれれます。

わずか1%以下の培養可能な微生物だけから、これまでに人類が得てきた恩恵や構築された学術体系の大きさを考えると、未培養微生物の可培養化が実現できれば、医学・産業・学術面など幅広い分野に大きなインパクトをもたらすはずです。

研究の概要

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私たちは、分離培養手法の革新を通じて環境中における微生物の挙動を理解・制御する新しい基盤を確立することを目指しています。具体的には、

  • ①新しい原理に基づく革新的な分離培養手法の開発
  • ②未培養・重要微生物の分離培養
  • ③環境微生物の「難培養性」をつかさどるメカニズムの解明

の3つの課題を中核にして複数のプロジェクトを展開しています。

研究全体の進め方・考え方

研究全体の進め方

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私たちの研究グループでは、上記の3つの課題をさらに2つの項目(手法開発およびメカニズム解明)に分けて以下のような進め方で研究全体を推進しています。

【項目1:手法開発】培養手法の革新(原理に基づく新規分離培養手法の開発)を行い、従来法では獲得困難な未培養/難培養性微生物を獲得します。

【項目2:メカニズム解明】得られた難培養性微生物を用いて、多くの微生物が培養できない普遍的な理由を明らかにします(未知増殖制御メカニズムの解明)。

【フィードバック】項目2で得られた知見を新たな手法開発にフィードバックします。2つの項目間のサイクルを回しながらゴールを目指しつつ、アウトプットを生み出します。

【アウトプット】未培養微生物のバイオ資源としての開拓(新規有用微生物の発見)や、未培養重要微生物の獲得および環境科学的に重要な知見の発見、そして微生物コミュニティーを制御する新しい手段の構築です。

研究内容

分離培養手法の革新

分離培養手法の革新

●新しいコンセプトに基づいた
分離培養手法の開発

●未培養微生物の可培養化を実現

分離培養手法の革新

環境中の微生物を分離・培養するための方法論は150年前からほとんど進展していません(従来法に替わる分離培養手法はほとんど登場していない)。そこで、私たちは未培養微生物を可培養化するための革新的な分離培養手法を複数開発することを目的にしています。

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未培養・重要微生物の獲得

未培養・重要微生物の獲得

●環境科学的に重要な未培養微生物の獲得

●未培養有用微生物の獲得と
創薬分野などへの応用

未培養・重要微生物の獲得

環境中には科学的に重要な役割を担っている未培養微生物や、産業上大きなポテンシャルを秘めている未培養微生物が多く存在します。そこで、私たちは新規分離培養手法を用いて、①重要な未培養微生物の世界初の獲得、および②未培養・有用微生物の探索を行います。

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未知増殖制御メカニズムの解明

未知増殖制御メカニズムの解明

●微生物間の相互作用、
微生物の休眠と覚醒に
着目した
「多くの微生物が培養できない理由」の解明

未知増殖制御メカニズムの解明

多くの微生物がなぜ培養困難なのか?そのメカニズムを解明できれば、難培養性の未知微生物を培養化するブレークスルーを生み出せます。私たちは、「微生物間の相互作用」や、「微生物の休眠と覚醒」に着目して多くの微生物が培養できない普遍的な理由の解明を目指します。

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研究プロジェクト・
主な研究設備

様々なプロジェクトと充実の設備

青井グループでは現在、様々な研究プロジェクトを進行中です。最新の設備を取り入れた研究環境で日々、グループ一丸となって研究に取り組んでいます。

プロジェクト・研究施設イメージ プロジェクト・研究施設イメージプロジェクト・研究施設イメージ
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