【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.20】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT0208
利用課題名 / Title
好熱性微生物への安定同位体取込みのNanoSIMS解析
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials
キーワード / Keywords
高分子系生体材料,生分解性材料/ Biodegradable material,ナノワイヤー・ナノファイバー/ Nanowire/nanofiber,電子顕微鏡/ Electronic microscope,質量分析/ Mass spectrometry,バイオアダプティブ材料/ Bioadaptive materials
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
松浦 克美
所属名 / Affiliation
東京科学大学 地球生命研究所／代謝初期進化研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
Shawn McGlynn
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
竹内 美由紀,近藤 尭之
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-306：超微量元素計測システム(SIMS)
UT-105：高分解能走査型分析電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
細菌が生産するバクテリアセルロースは，植物のセルロースに比べて細い繊維束からなるナノファイバーで,音響振動板，創傷被覆材，高強度透明材料などへの開発・応用が進んでいる．それらの研究は，ほとんど酢酸菌を材料とした研究に限られている．機器利用者らは，2023年12月以来，野外に生育する好熱性細菌が多量のバクテリアセルロースを合成している可能性が高いことを，蛍光染色法およびセルラーゼによる分解で，世界で初めて見いだした．そのセルロース結合色素で染色されるナノファイバー，マイクロチューブ，マイクロリボンを細菌が合成していることを証明するために，13Cの炭酸イオンを細菌細胞に取り込ませ，それがナノファイバー，マイクロチューブ，マイクロリボンに移行するかどうかを，NanoSIMSを用いて検証する．
実験 / Experimental
長野県の中房温泉の75℃から85℃の高温流水中に成育している化学合成微生物群集の塊をビンの中に採取し，13C炭酸イオンと15Nアンモニウムイオンを含む採集地温泉水中で20-40時間保温する．保温後，小円ステンレス板の上に広げて乾燥・付着させ，SEM-EDSでその形状と成分を確認するとともに，NanoSIMSで，13Cおよび15Nが細菌細胞，ナノファイバー，マイクロチューブ，マイクロリボンに取り込まれたかどうかを測定する．
結果と考察 / Results and Discussion
JSM-IT800SHLを用いたSEMの測定では，試料に存在する鉱物粒子が，硫化鉄，酸化鉄，黄鉄鉱，単体硫黄であることが確認できた．このうち，単体硫黄以外は新知見である．一方，NanoSIMSの測定では，13Cおよび15Nの取り込みは確認できたが，当初目的のバクテリアセルロースへの13Cの移行はまだ確認できていない．その原因には大きく３つあると考えており，それぞれの解決策を進展状況とともに記す．（１）13C炭酸イオンと15Nアンモニウムイオンが十分には細菌細胞の取り込まれていない．これについては，同時にMg++, HPO4-, Fe++, SH-, O2を補うことでほぼ解決できたと考えている．（２）温泉水中に含まれるSiが資料の乾燥中に析出して測定の邪魔をする．これについては，純水中でほぐすように洗うことで解決できるのではないかと考えている．（３）資料の乾燥中にセルロース同士が凝集してしまい観察に適した薄い乾燥体とならない．これについては，20μm程度の太さの繊維状の試料をピンセットでばらばらにとりだすことで克服できると考え検討中である．今年度と同目的の機器利用を次年度に継続することを予定している．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
NanoSIMSについては竹内美由紀支援担当者に，測定の技術支援に加え試料調整についての多くの助言をいただいていることに深く感謝する．SEM-EDSについては近藤尭之支援担当者がこちらが必要とするデータが得られるように測定部位を適切に選択し，必要なデータを手際よく測定し，わかりやすい資料にまとめていただいたことに感謝する．
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件