広報活動

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2009年3月16日

理化学研究所

微生物発酵によって代謝物全体をリアルタイムで解析する手法を開発

- 食品の発酵生産、エネルギー・材料創製、自然環境評価などへの応用に期待 -

NMR管中での腸内微生物の培養

私たちをはじめとする動物の腸内(腸管)にはさまざまな微生物が住みついて、共存しています。この腸内フローラ(腸内微生物叢)と呼ぶ微生物群は、ビフィズス菌や乳酸菌などの善玉菌が健康維持に有益であるとともに、悪玉菌ががんやアレルギー、生活習慣病を引き起こすことが明らかとなってきています。しかし、腸内フローラが、どのようなメカニズムや作用で、健康の維持や疾病の改善に役立っているのか?という科学的根拠は、不十分なままです。

また、ウシなどの反芻動物は、胃の中の微生物による発酵反応で産出する代謝物をエネルギー源としていますが、現在、脂肪分の多い肉質を得るため、ダイズなどの濃厚飼料が多く与えられています。ところが、この飼育法が腸内フローラを大きく変えてしまい、免疫力が低下、疾病にかかりやすくなるため、腸内環境を整えるプロバイオティクスの開発も望まれています。

植物科学研究センター先端NMRメタボミクスユニットらの研究チームは、解明が不十分だった微生物発酵の反応の様子を、NMRを駆使してリアルタイムでモニターするシステムを開発、代謝表現型を解析する新手法の確立に成功しました。研究チームは、NMR管内で、植物油などに多量に含まれるリノレン酸を生理活性物質の共役リノレン酸に代謝する腸内細菌を培養し続け、代謝の変動をリアルタイムで計測、詳細な代謝動態の解析を行いました。発酵生産を止めることなく観測することができるため、代謝酵素の違いで共役リノレン酸の産出タイミングを経時的に検出することができます。

発酵中の代謝動態を細菌が生きたまま計測することができる技術は、プロバイオティクスの機能を高めることや発酵タンクなどのプロセスモニタリングをはじめ、反芻動物の健康管理なども可能になると期待できます。

理化学研究所
植物科学研究センター 先端NMRメタボミクスユニット
ユニットリーダー 菊地 淳(きくち じゅん)
Tel : 045-503-9439 / Fax : 045-503-9489

免疫アレルギー科学総合研究センター 免疫系構築研究チーム
基礎科学特別研究員 福田 真嗣(ふくだ しんじ)
Tel : 045-503-7032 / Fax : 045-503-7030