未培養微生物（ダークマター微生物）の 培養化が可能な実用 …...1...
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未培養微生物（ダークマター微生物）の培養化が可能な実用的な培養基材の
開発と利用
筑波大学 生命環境系
教授 青柳 秀紀
産業技術総合研究所（産総研）生物プロセス
主任研究員 玉木秀幸
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①多様な未知微生物の培養化を可能にする革新的培養基材の開発と評価筑波大学 生命環境系 青柳秀紀/産総研 生物プロセス 玉木秀幸
Benefit : 本研究成果は、従来法では培養が困難であった多様な未知微生物の培養化、資源化およびその利活用に繋がります。Difference：筑波大・産総研が有機的に連携・協力し、革新的培養基材の
開発とその有効性評価を実現いたしました。ASK：本成果を基に新たな微生物資源の開拓・獲得・利用を目指します。
k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Pseudomonadales;f__Pseudomonadaceae;g__Pseudomonas 0.00012997 0.969642705k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Bacillaceae;g__ 0.034493963 0.014652796k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Aeromonadales;f__Aeromonadaceae;g__ 0 0.002771382k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ hizobiales;f__ hizobiaceae;g__Agrobacterium 0.0004289 0.002515562k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Oxalobacteraceae;Other 0.020145306 0.00250135k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;Other;Other 5.20E-05 0.002074984k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__ anthomonadales;f__ anthomonadaceae;g__Lysobacter 0.024057395 0.001037492k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Bacillaceae;g__Bacillus 0.13094449 0.001009067k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ hizobiales;f__ hizobiaceae;Other 0.001923552 0.000469003k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Pseudomonadales;f__Pseudomonadaceae;Other 1.30E-05 0.000341093k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Pseudomonadales;f__Pseudomonadaceae;g__ 1.30E-05 0.000227395k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Oxalobacteraceae;g__ 0.001169727 0.000170547k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Oxalobacteraceae;g__Cupriavidus 0.000259939 0.000142122k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;Other;Other;Other 0 0.000142122k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__ 0.001208718 9.95E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Pseudomonadales;f__Moraxellaceae;g__ 0 9.95E-05k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__[ aprospirae];o__[ aprospirales];f__Chitinophagaceae;g__ 0.001208718 7.11E-05k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Planococcaceae;g__ porosarcina 2.60E-05 7.11E-05k__Bacteria;p__Acidobacteria;c__[Chloracidobacteria];o__ B41;f__;g__ 0 7.11E-05k__Bacteria;p__Gemmatimonadetes;c__Gemm-1;o__;f__;g__ 1.30E-05 5.68E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__;f__;g__ 0 5.68E-05k__Archaea;p__Crenarchaeota;c__ haumarchaeota;o__Nitrososphaerales;f__Nitrososphaeraceae;g__Candidatus Nitrososphaera 0 4.26E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__ hiotrichales;f__Piscirickettsiaceae;g__ 0 4.26E-05k__Bacteria;p__Acidobacteria;c__Acidobacteria-6;o__iii1-15;f__;g__ 0 4.26E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__ anthomonadales;f__ inobacteraceae;g__ 0 4.26E-05k__Bacteria;p__ errucomicrobia;c__[Pedosphaerae];o__[Pedosphaerales];f__;g__ 0 4.26E-05k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Bacillaceae;Other 0.000610858 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Oxalobacteraceae;g__Janthinobacterium 0.000233945 2.84E-05k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__;g__ 0.000181958 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ phingomonadales;f__ phingomonadaceae;g__Kaistobacter 0.000103976 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Pseudomonadales;Other;Other 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Chromatiales;f__;g__ 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__ taphylococcaceae;g__ taphylococcus 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Chromatiales;Other;Other 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Oxalobacteraceae;g__Polynucleobacter 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Nitrospirae;c__Nitrospira;o__Nitrospirales;f__Nitrospiraceae;g__Nitrospira 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Deltaproteobacteria;o__;f__;g__ 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Acidobacteria;c__[Chloracidobacteria];o__ B41;f__Ellin6075;g__ 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Oceanospirillales;f__Oleiphilaceae;g__ 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Oceanospirillales;Other;Other 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Chloroflexi;c__C0119;o__;f__;g__ 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Oceanospirillales;f__ P05;g__ 0 2.84E-05k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__Flavobacteriia;o__Flavobacteriales;f__Flavobacteriaceae;g__Flavobacterium 0.653396759 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;Other 0.045658362 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Burkholderiaceae;g__Burkholderia 0.03081582 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__Caulobacterales;f__Caulobacteraceae;g__ 0.002040525 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__ amlibacter 6.50E-05 1.42E-05k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Bacillaceae;g__Anaerobacillus 5.20E-05 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Methylophilales;f__Methylophilaceae;g__ 5.20E-05 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Burkholderiaceae;g__ 1.30E-05 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__ hodocyclales;f__ hodocyclaceae;g__ 1.30E-05 1.42E-05k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;Other;Other 1.30E-05 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__ oseateles 1.30E-05 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__Hydrogenophaga 1.30E-05 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__ hodocyclales;f__ hodocyclaceae;g__Dechloromonas 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Acidimicrobiia;o__Acidimicrobiales;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__MND1;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Enterobacteriales;f__Enterobacteriaceae;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__ errucomicrobia;c__ errucomicrobiae;o__ errucomicrobiales;f__ errucomicrobiaceae;g__Prosthecobacter 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__Limnohabitans 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__Cytophagia;o__Cytophagales;f__Cytophagaceae;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Gemmatimonadetes;c__Gemmatimonadetes;o__N1423 L;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Oceanospirillales;f__Oceanospirillaceae;g__Marinomonas 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ hodospirillales;f__ hodospirillaceae;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ hizobiales;f__ hizobiaceae;g__ hinella 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__;o__;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Enterobacteriales;f__Enterobacteriaceae;Other 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__ hodocyclales;f__ hodocyclaceae;g__ hauera 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__Microbacteriaceae;Other 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Elusimicrobia;c__Elusimicrobia;o__FAC88;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Deltaproteobacteria;o__Bdellovibrionales;f__Bdellovibrionaceae;g__Bdellovibrio 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Acidobacteria;c__ olibacteres;o__ olibacterales;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__ anthomonadales;f__ inobacteraceae;g__ teroidobacter 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Acidobacteria;c__DA052;o__Ellin6513;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Acidobacteria;c__ olibacteres;o__ olibacterales;f__ olibacteraceae;g__Candidatus olibacter 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Chloroflexi;c__Ellin6529;o__;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Planctomycetes;c__Planctomycetia;o__Planctomycetales;f__Planctomycetaceae;g__Planctomyces 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ hizobiales;f__Hyphomicrobiaceae;g__Hyphomicrobium 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Chlamydiae;c__Chlamydiia;o__Chlamydiales;f__Parachlamydiaceae;g__Candidatus Protochlamydia 0 1.42E-05k__Bacteria;p__ errucomicrobia;c__[ partobacteria];o__[Chthoniobacterales];f__[Chthoniobacteraceae];g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Acidobacteria;c__PA C37f;o__;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Acidimicrobiia;o__Acidimicrobiales;f__Iamiaceae;g__Iamia 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__Cytophagia;o__Cytophagales;f__Cytophagaceae;g__ unella 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__[ aprospirae];o__[ aprospirales];f__ aprospiraceae;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Chloroflexi;c__Anaerolineae;o__ B 1031;f__oc28;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Cyanobacteria;c__Chloroplast;o__ tramenopiles;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Clostridia;o__Clostridiales;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Planctomycetes;c__Phycisphaerae;o__ -70;f__;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__A21b;f__EB1003;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Chromatiales;f__Chromatiaceae;g__ 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Oceanospirillales;f__ accharospirillaceae;Other 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Oceanospirillales;f__ accharospirillaceae;g__ accharospirillum 0 1.42E-05k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__Methylibium 0.031036768 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ phingomonadales;f__ phingomonadaceae;g__ phingomonas 0.008694974 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ phingomonadales;f__ phingomonadaceae;g__Novosphingobium 0.002443431 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__ anthomonadales;f__ anthomonadaceae;g__ 0.002391443 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__Micrococcaceae;g__ 0.001533643 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Paenibacillaceae;g__Paenibacillus 0.000506882 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ phingomonadales;f__ phingomonadaceae;g__ 0.0004289 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__Hylemonella 0.000181958 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__ treptomycetaceae;g__ treptomyces 0.000181958 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;Other;Other;Other 0.000155964 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__ anthomonadales;f__ anthomonadaceae;g__Luteibacter 0.000142967 0k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__[ aprospirae];o__[ aprospirales];f__Chitinophagaceae;g__Flavisolibacter 0.00012997 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Planococcaceae;g__ 0.000116973 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Planococcaceae;g__Lysinibacillus 0.000116973 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ phingomonadales;f__ phingomonadaceae;g__ phingobium 0.000103976 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__ anthomonadales;f__ anthomonadaceae;Other 9.10E-05 0k__Bacteria;p__Cyanobacteria;c__Chloroplast;o__ treptophyta;f__;g__ 7.80E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__;g__ 6.50E-05 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__Planococcaceae;Other 5.20E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ hizobiales;f__;g__ 5.20E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__Paucibacter 5.20E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__ treptomycetaceae;Other 5.20E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Enterobacteriales;f__Enterobacteriaceae;g__Erwinia 3.90E-05 0k__Bacteria;p__ pirochaetes;c__[Leptospirae];o__[Leptospirales];f__ ediment-4;g__ 3.90E-05 0k__Bacteria;p__ E1;c__[Cloacamonae];o__[Cloacamonales];f__[Cloacamonaceae];g__ 22 3.90E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__ hodocyclales;f__ hodocyclaceae;Other 2.60E-05 0k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__ phingobacteriia;o__ phingobacteriales;f__ phingobacteriaceae;g__ 2.60E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Burkholderiaceae;Other 2.60E-05 0k__Bacteria;p__ errucomicrobia;c__ errucomicrobiae;o__ errucomicrobiales;f__ errucomicrobiaceae;g__ 2.60E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__Microbacteriaceae;g__Agromyces 2.60E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__Microbacteriaceae;g__ alinibacterium 2.60E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ hizobiales;f__ hizobiaceae;g__ 2.60E-05 0k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__Bacteroidia;o__Bacteroidales;f__;g__ 2.60E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__ hodocyclales;f__ hodocyclaceae;g__C39 2.60E-05 0k__Bacteria;p__ E1;c__[Cloacamonae];o__[Cloacamonales];f__[Cloacamonaceae];g__ 5 2.60E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__ Bla14;f__;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__ACK-M1;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Alphaproteobacteria;o__ hizobiales;f__ hizobiaceae;g__ hizobium 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Alcaligenaceae;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__Microbacteriaceae;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__Limnobacter 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__Comamonas 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Burkholderiales;f__Comamonadaceae;g__ ubrivivax 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Legionellales;f__Coxiellaceae;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__ M6;c__ JA-4;o__;f__;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__ 3;c__P -12;o__ ediment-1;f__;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Bacteroidetes;c__Bacteroidia;o__Bacteroidales;f__Porphyromonadaceae;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Acidimicrobiia;o__Acidimicrobiales;f__C111;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Clostridia;o__Clostridiales;f__Clostridiaceae;g__Clostridium 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__34P16;f__;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__ hermotogae;c__ hermotogae;o__ hermotogales;f__ hermotogaceae;g__Fervidobacterium 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__Microbacteriaceae;g__Clavibacter 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__Micrococcaceae;g__Arthrobacter 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Actinobacteria;c__Actinobacteria;o__Actinomycetales;f__Nocardioidaceae;g__Aeromicrobium 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Chloroflexi;c__Gitt-G -136;o__;f__;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__ porolactobacillaceae;Other 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Bacillales;f__[Exiguobacteraceae];g__Exiguobacterium 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Gemellales;f__;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Firmicutes;c__Bacilli;o__Gemellales;f__Gemellaceae;g__ 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Betaproteobacteria;o__Neisseriales;f__Neisseriaceae;Other 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Deltaproteobacteria;o__ yntrophobacterales;f__ yntrophobacteraceae;g__ yntrophobacter 1.30E-05 0k__Bacteria;p__Proteobacteria;c__Gammaproteobacteria;o__Chromatiales;f__Ectothiorhodospiraceae;g__ 1.30E-05 0
従来法
新規培養基材次世代シークエンス解析
(微生物分類情報）↓
革新的微生物培養基材の概要
可培養効率の評価特許第5868601号
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共同研究の目指すものと本研究の特徴
新規培養基材により従来法では培養化が困難であった、未知微生物の培養化を実現し、未知微生物の利用を目指す
従来法（寒天平板培養法）で単離培養可能な微生物は自然界に存在する微生物の0.1〜1％程度であり、限界がある。
従来法の問題点を排除した新規培養基材の開発と評価
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□ 革新的培養基材の開発と方法論の確立
筑波大・産総研のシナジー効果と今後
筑波大
大型プロジェクト（JSTなど）への申請、産官学連携研究部会の設立申請（公益社団法人日本生物工学会）
□ 環境ゲノム解析技術□ 未知微生物の系統分類・生物
機能情報解析技術
産総研
未知・未培養・未利用微生物遺伝子資源の獲得
系統分類学的情報 & 生物機能情報の付与
革新的微生物バイオリソースの構築
（多様性と新規性に秀でた新規微生物ライブラリー）
・有用物質生産・環境浄化・農業、食品
・バイオメディカル等・学術的貢献
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研究背景
従来の寒天平板培養では、自然界に存在する微生物の1%程度しか培養できない
↓寒天平板培養法の問題点（限界）
↓新規な培養基材の開発
☆ 約100年前にパスツールやコッホらにより確立された微生物純
粋培養法（寒天平板培養法）により、多くの有用微生物が自然界から単離培養され、食品、医薬品などの製造に活用され、微生物関連産業は大きく発展してきた。
6Nature 522, 270-273, 18, June 2015
Ling, L. L. et al. Promising antibiotic discovered in microbial ‘Dark matter’ Nature 517, 455–459 (2015).
Diffusion Chamber法
残された99%の未培養微生物（ダークマター微生物）
培養方法も未解明 微生物ダークマター： 培養不能な微生物
7
8
従来技術（寒天平板培養法）とその問題点
★ 培養化できる菌の種類に限界がある
★ 寒天に含まれる不純物や副生成物の悪影響をうける
場合がある
★ 寒天が分解する酸性条件下や、溶解する高温条件下
では使用できない
★ 成分の物質移動が悪く、生成物の影響をうけたり、場所
により栄養源の枯渇が起こるなど、培養環境が不均一
★ 天然物のため、ロット差が大きい
9
特許第5868601号
新規培養基材（Specialized Cellulose Film: SCF法の概要
植物繊維（炭水化物）
植物繊維（炭水化物）
特殊セルロースフィルム
特殊セルロースフィルム
革新的培養基材の概略図とフィルム上に形成された微生物コロニーの写真
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新技術（新規培養基材）の特徴：従来法との比較従来法（寒天平板培養法） 新規培養基材
未培養微生物（ダークマター微生物）の培養化
× 〇
ゲル化剤の除去（寒天由来の不純物、副生成物の排除）
× 〇
酸性、アルカリ性、高温などの条件での使用
× 〇
培養中の各種成分の供給 × 〇
培養生産物のモニター × 〇
培養条件の制御 × 〇
均一性（ロット差） × 〇
操作の簡便性 〇 〇
物質移動性 × 〇
培養条件の設定の自由度 × 〇
微生物の単離 〇 〇
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AP
Soil SCF
次世代シーケンサによる本培養基材で得られる培養微生物群集解析
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Soil
AP
SCF
Relative proportion of bacterial Phyla (%)
Acidobacteria Actinobacteria Bacteroidetes Euryarchaeota Firmicutes Fusobacteria Ignavibacteriae NA Planctomycetes Proteobacteria Unclassified Verrucomicrobia
Comparison of means relative proportion of bacterial phyla.
本培養基材(SCF）による培養では従来法（AP)とは
異なる微生物群集が得られ、SCFによる培養では従
来のAP法と比較して、より原試料に近い多様性を
持つ微生物群集が得られた。
Principal component analysis (PCA) of microflora.
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従来法 新規培養基材 微生物の分類情報 ↓
□ 新規性の非常に高い微生物が培養可能 (新科1 2 , 新目1 3 , 新綱1 5 等)
□ 多様性も 高く 、 難培養性と し て知ら れる門の微生物も 培養可能 （ Acidobacteria門, Verrucom icrob ia門, Chloroflex i 門, Gemmatimonadetes門等）
新門
新綱
新目
新科
新属
既知種
次世代シーク エンス解析技術を活用し た本培養基材の評価 （ 土壌環境中の未培養（ ダーク マタ ー微生物） の培養化事例）
□ 新規性の非常に高い微生物が培養可能 (新科12, 新目13, 新綱15等)□ 多様性も高く、難培養性として知られる門の微生物も培養可能（Acidobacteria門, Verrucomicrobia門, Chloroflexi門, Gemmatimonadetes門等）
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:経時的に培養液をサンプリングし、 グルコースの消費と エタノールの生産を モニタリングした
グルコース
エタノール
ｻﾝﾌﾟ ﾘﾝｸﾞ
本培養基材の使用例：培養中のモニタリング
従来法（寒天平板培養法）では不可能な操作
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培養プレートへの進化
表面 裏面
接着
「液体培地用足場部材」特願2015-128799号(出願日 H27.6.27)
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想定される用途
• 有用な未培養微生物（ダークマター微生物）の獲得
• 難培養な微生物の検査
• 食品、医薬、環境、様々な国内外の微生物関連分野
• 環境浄化、農業、培養機器・試薬メーカー、
• 動物細胞培養
• 植物細胞培養
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実用化に向けた課題
• 国内外で報告例が皆無のため、未培養微生物（ダークマター微生物）の培養データーや実績を蓄積する必要がある
• 目的に応じた本培養基材の機能性のバリエーションを増やす必要がある
• 出来るだけ自動化、省力化したい
• 本培養基材の大量生産やキット化など商品化に必要な形にする必要がある
• 関心が高いアジア地域で販路を開拓する必要がある
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企業への期待
• 微生物の探索をおこなっている企業、機能性シート素材の開発企業や培養操作の自動化システム（ロボット）の開発企業、微量の微生物の計測技術開発企業との共同研究希望
• 新規な有用微生物の獲得が必要と考えている企業や、培養が困難であった微生物（腸内細菌も含む）の培養化が必要な企業には、本技術の導入が有効と思われる
• アジア地域への販売実績（販路）のある企業との協力希望
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本技術に関する知的財産権
●発明の名称：液体培地用足場部材
●出願番号：特願2011-064374
●公開番号：特開2012-200152
●登録番号：特許第5868601号
●出願人：筑波大学、フタムラ化学（株）
●発明者：村山晃一、今泉卓三、後藤直美、青柳秀紀
●発明の名称： 液体培地用足場部材
●出願番号： 特願2015-128799●出願人： 筑波大学、フタムラ化学（株）
●発明者： 村山晃一、青柳秀紀
