NBRCニュース　第８７号

   酵母および糸状菌では、北海道利尻島で採取された植物、土壌由来の9株を公開しました（NBRC 116271～116279）。これらは低温活性を有するリパーゼ産生株です（Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 70, 1158-1165）。細菌では、後述する（本メルマガ4. の記事）生分解性プラスチックの分解活性を示す20株の分譲を開始しました（NBRC 116187～116188、NBRC 116583～116600）。アーキアでは、中国の塩性湿地から分離された高度好塩性アーキアActinarchaeum halophilum NBRC 116455を公開しました。カビや放線菌のように菌糸や胞子を形成するアーキアとして初めて報告された株になります。

【新たに提供を開始した微生物資源】
https://www.nite.go.jp/nbrc/cultures/nbrc/new_strain/new_dna.html

   NBRCでは、「RD株」として微生物株をユーザーに年単位で貸与するサービスを提供しています。RD株は、多数の微生物株を対象としたスクリーニングや製品開発に活用していただくために、NBRC株と比べて手頃な価格で提供しています。また、幅広い用途に活用していただけるように、ラインナップの拡充に努めております。特に乳酸菌はRD株の中でもよくご利用いただいており、食品や花などから分離された株が人気です。

   微生物の分離源として食品を用いる場合、生産者やメーカーが自社商品に含まれる微生物の第三者使用を制限していることがあり、アクセスが容易ではありません。そのため、NBRCは微生物分離を行う際に生産者やメーカーに直接アプローチし、サンプル提供をお願いするとともに、分離した菌株の所有権を認めてもらうなど、地道な活動を行っています。その中で我々は、ある牧場から生乳の提供を受けることができました。NBRCが拠点を置く千葉県は、日本酪農発祥の地（1）と言われ、乳用牛の飼養戸数は全国でも5番目（令和５年２月１日現在）（2）と、多くの牧場があります。今回サンプルの提供に協力して下さった牧場は、千葉県いすみ市に位置する高秀牧場さんです。牛の飼料の栽培から自前で行い、牛の糞尿を利用して堆肥を製造し、飼料や野菜の栽培に利用するなど、循環型の酪農を実践されています。

   この貴重な生乳の提供を受けて、乳製品開発に適したラクトース資化能を有することが期待される菌種を中心とした多様な乳酸菌の分離に取り組みました。また今回、搾乳直後の未殺菌乳も提供していただけたことから、分離した一部の菌種については、チーズスターター菌株の候補となる株を見つけるために簡易的なスクリーニングを実施しました。

   チーズの本場、ヨーロッパの伝統的なチーズ作りでは無殺菌乳が使われますが、日本では特別な場合を除き殺菌乳を使う必要があります。殺菌乳を使うことにより、安全で安定した製品の製造が可能になりますが、一方でチーズの発酵や熟成に必要な微生物は製造者が準備し添加することが必要です。このような、発酵食品を製造するために添加する菌株をスターター菌株と呼びますが、日本の伝統発酵食品である酒や味噌、醤油に用いられる麹や酵母とは異なり、国内由来のチーズスターター菌株の開発はあまり進んでいません。千葉県では新鮮な生乳を活かしたチーズの生産も盛んで、個性的なチーズ工房が多数存在しますが、小さな工房ではこれらのチーズスターター菌株は、主に海外のメーカーから購入しているのが現状です。

   チーズスターター菌株の整備は不十分ながら、国内では、ナチュラルチーズの生産量や消費量は増加傾向にあります。この状況を捉え、国産ブランドチーズやスターター菌株の開発を目標とした大規模な事業が国の支援を受けて進行中です。この取り組みには多数の専門機関が参加しており、着実な成果が上がっています。筆者もこれらの成果報告を通じて学びを得ています。しかし、このプロセスには多くのプロフェッショナルが集い、時間を掛けて取り組んでいることから、やはり日本での国産チーズスターター菌株の開発は容易ではないと感じます。このような現状を踏まえるとNBRCでチーズ製造に適したスターター菌株候補の分離、選抜を行うには、チーズ製造の専門家の協力が必要不可欠でした。千葉県にある個性的なチーズ工房のひとつであるチーズ工房【千】senの店主でありチーズ職人である柴田千代さんには、チーズ作りに求める乳酸菌について多くのアドバイスをいただくことができました。柴田さんはチーズ製造に高秀牧場の生乳を使用しており、牧場との繋ぎ役も務めてくださいました。

   分離した一部の菌種を対象として、チーズスターター菌株の候補となる株を見つけるために実施した簡易的なスクリーニングでは、チーズ職人がスターター菌株の能力を測るために用いる手法に倣って、一定時間内におけるスキムミルク溶液のpH低下能（および、酸凝固の状態）による簡易的な選抜試験を実施しました。pH 7.0に合わせたスキムミルク溶液のpHを中温菌では25℃で8時間経過後にpH 6.55以下に低下させるか、高温菌では37℃で1.5時間後にpH 6.55以下、更に1時間後にpH 5.8以下、さらに0.5時間後にpH 5.2以下に低下させるかを指標としました。

   季節を変えながら約一年間にわたりサンプリングした生乳から、乳酸菌を中心に分離し、最終的に18属48種146株の乳酸菌と1株のビフィドバクテリウム属細菌、5属14種26株の好気性細菌の合計173株をRD株として公開しました。チーズスターターとしての活用を想定して分離を目指していたいくつかの菌種のうち、Streptococcus thermophilusの取得は叶いませんでしたが、Lacticaseibacillus paracaseiやLactobacillus delbrueckii、Leuconostoc lactisなどに近縁な株が得られています。Lactococcus lactisに近縁な株は上述した中温菌の選抜指標をクリアする株が複数株得られ、なかには単菌でスキムミルク溶液をゆるく酸凝固させる株も見られました。

   ただ、これらの菌株は、乳製品製造に対する微かなポテンシャルを示したに過ぎず、チーズスターター菌株として確立できたわけではありません。今後、チーズ作りなど乳製品をはじめとする製品開発に興味のある方に、菌株選びの素材としてご活用いただけることを期待しています。

国内由来RD株のリストは以下のページからダウンロードできます。
https://www.nite.go.jp/nbrc/dbrp/dataview?dataId=ANAS0000000700001

【引用】
(1) 千葉県酪農のさと https://www.e-makiba.jp/facility/index.html
(2) 農林水産省 令和5年度畜産統計調査より
     乳用牛の全国農業地域･都道府県別「飼養戸数･頭数」
     https://www.e-stat.go.jp/stat-search/file-download?statInfId=000040121611&fileKind=0

   当センターでは、令和元年度地域イノベーション基盤整備事業（経済産業省）の採択を受け、微生物の種類を特定する微生物分類同定分析装置や、発酵食品・日本酒・ワインなどの試作設備および分析評価装置を導入し、令和3年度に発酵食品試作支援拠点「発酵食品試作支援センター」（右図）を整備しました。また、同年、県重点事業「やまがたオリジナル乳酸菌を活用した発酵イノベーション創出事業」を立ち上げ、県内の地域資源（漬物や果実など）から分離した乳酸菌を活用し、新たな発酵食品開発を進めております。
 

  ４.  

  プラスチックと微生物(3)

  　　 

  NBRCから生分解性プラスチックの分解活性を有する海洋性細菌の分譲を開始

  　　 

  （三浦　隆匡）

   不定期連載「プラスチックと微生物」です。今回は3月から分譲を開始した、NBRCが分離した、生分解性プラスチックの分解活性を有する海洋性細菌のご紹介です。

   NBRCは2020年度より、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）のプロジェクト「海洋生分解性プラスチックの社会実装に向けた技術開発事業」（1）に参画し、標準化のための海洋生分解性プラスチックの分解試験法開発や海洋で分解に関わる微生物の調査に取り組んできました。

   具体的には、海洋における生分解性プラスチックの分解に関わる微生物株の分離と関連データの取得を目的として、岩手大学、広島大学、島根大学、鹿児島大学と連携して、上市済みの生分解性プラスチック（PBSA、PCL、PHBH）フィルムを各地域の海に一定期間浸漬する調査を2年間で合計6回実施しました。最大60日間浸漬したフィルムを回収した後、フィルムに付着した微生物叢（plastisphere）（2）から18,000株以上（種の重複を含む）の微生物株を分離しました。同時に、plastisphereの微生物叢データを取得し、付着していた微生物の種類とその割合などを解析しました。このデータと地理的特性、環境データを組み合わせて解析することで、plastisphere中で優占している微生物種（ASV, Amplicon Sequencing Variants）や、フィルムの崩壊度と相関関係を示す微生物種（ASV）を特定しました。

   次に上述の微生物叢解析により得られたASV配列と分離微生物株の16S rRNA遺伝子塩基配列を照合することで400株以上を選抜し、NBRCで開発したヘッドスペース-ガスクロマトグラフィー（HS-GC/BID）法（3-5）を用いて、これらの微生物株の生分解活性データを取得しました。本HS-GC/BID法は、微生物が生分解性プラスチックを資化する際に生じる二酸化炭素の発生量を測定することで、分解性を多検体でかつ効率的に評価する手法です。

   分離株の系統関係と分解活性データについてはNBRCのウェブページ「日本沿岸での生分解性プラスチック浸漬試験から得られた微生物」をご覧ください（6）。今回、生分解活性を測定した株を分類群で大きく分けると、Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteriaの3綱に分類されます。Gammaproteobacteriaには生分解性プラスチックの分解能を有する株が比較的多く見られました。例えば、Oceaniserpentilla sp. NBRC 116188はPBSAに、Aliiglaciecola sp. NBRC 116595、Sessilibacer corallicola NBRC 116591はPHBHに、Thalassolituus maritimus NBRC 116585はPCLに比較的高い生分解活性を示しました。特に、NBRC 116591やNBRC 116585が属するCellvibrionaceae科は海水に浸漬したプラスチック表面上に形成されるplastisphereの微生物叢解析でよく検出される微生物群であり（7-8）、群馬大学のグループの研究では、この微生物群に属する微生物種とその他の微生物種が共同でPBSAの生分解を行っているとする、生分解における共生関係のモデルが報告されています（9）。Cellvibrionaceae科は海洋における生分解プラスチックの分解において重要な役割を担っている可能性があります。

   一方、Alphaproteobacteria、Betaproteobacteriaに属する株は、いずれのプラスチックに対してもほとんど活性を示さなかったか、示してもごくわずかでした。しかし、HS-GC/BID法を用いた分解活性測定において、わずかに二酸化炭素の発生が検出されていることから、フィルムに含まれている微量のオリゴマーや添加剤等の自然界での分解に寄与する株なのかもしれません。

   NITEは、CO₂を原料としたバイオものづくりを加速するため「グリーンイノベーションフォーラム（GIフォーラム）」を立ち上げました。

   GIフォーラムは、NEDOのグリーンイノベーション（GI）基金事業のプロジェクトの実施を通じて得た、CO₂を原料とした有用物質生産に寄与する微生物とその関連情報（生育条件、ゲノム情報、有用遺伝子情報等）を、プロジェクト期間中から企業が先行利用できる新たな連携の場です。これらの情報を活用してCO₂からのバイオものづくりの実現を目指す熱意ある企業のご参加をお待ちしています。詳細については、以下のウェブサイトからご確認ください。

【GIフォーラム】
https://www.nite.go.jp/nbrc/GIforum_top.html
 

  ６.  

  令和6年能登半島地震で被災した生物遺伝資源の無償提供のお知らせ