PL-202:

バイオフィルム間隙水中の有機物は微生物の栄養基質となりうるか？

　バイオフィルムは、様々なものの表面に形成され、主に微生物と微生物が生産する細胞外ポリマー（以下、EPS）、その隙を満たす間隙水で構成されている。これまで本研究室では、１）間隙水中に周辺水中より非常に高濃度（数百倍以上）で有機物や無機イオンが存在すること、２）間隙水中の主な有機物は、低分子量の糖（グルコースやマルトースなど）であることを明らかにしてきた。しかし、これらの糖がバイオフィルム内の微生物に利用されるのか、されるのであればどのように利用されるのかはまだ調べていない。そこで本研究では、間隙水中の有機物（主に糖）の利用可能性、および微生物に与える影響を明らかにすることを目的とした。
　2014年7月17日に琵琶湖赤野井湾で、湖水中の石とその周辺の湖水を採取した。採取した石の表面のバイオフィルムを少量の滅菌蒸留水に懸濁し、遠心分離して上清を得た。これをろ過滅菌し、間隙水培地（原液より5倍希釈）とした。この間隙水培地にバイオフィルムもしくは湖水を接種し、それぞれ48時間培養した（25℃、150 rpm）。培養液を経時的に分取し、培養液中の菌数の測定、細菌群集構造解析、および糖組成の解析を行った。なお、周辺湖水で湖水培地を作製し、同様に培養を行った。
　間隙水培地にバイオフィルムを接種して培養すると、微生物が培養開始直後から増殖（菌数が約10倍に増加）し、EPSを含む凝集体が観察された。細菌群集構造も経時的に変化していた。また、培地中の糖はどれも24時間後には検出限界以下まで減少していた。間隙水培地に湖水を接種して培養した場合、微生物は増殖したが、バイオフィルムを接種した場合と比べ、増殖開始が遅く、凝集体の大きさも小さかった。一方、湖水培地では、バイオフィルム、湖水のいずれを接種した場合でも、細菌の増殖や凝集体の形成は殆ど見られなかった。
　以上の結果から、間隙水中の糖はバイオフィルム内の細菌の増殖やEPSの生産に利用されうることが解った。ただ、自然環境中のバイオフィルムからは常に高濃度で各種糖が検出されることから、バイオフィルム間隙水中の糖は、１）絶えず供給されているか、もしくは、２）バイオフィルム内では実際には利用されていない可能性が考えられた。
　発表では、培養液中の他の有機物やイオンの濃度の測定結果も加えて、間隙水中の物質の利用可能性について詳しく議論する。

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