温泉水の微生物バイオフィルム(2017年10月22日) | 通信制高校のルネサンス高等学校

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温泉水の微生物バイオフィルム(2017年10月22日)

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温泉水の微生物バイオフィルム(2017年10月22日)

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スーパーサイエンスコース担当の竹内です。所用があり、信州別所温泉(長野県上田市)へ帰省してきました。真田幸村の隠し湯として知られる温泉で、泉質はイオウ(硫酸イオンが主成分)です。

後期から当コースに1年生の宮森芳弥くんが、実験技術(分光光度計による色素濃度の定量法)の基礎を習得するためバイオフィルム定量の標準プロトコル*1の作成を策定する計画を進めています。

*1 その通りに実施すれば、誰でも一定の実験結果が得られるように条件を絞り込んでいく作業を標準プロトコル作りと呼びます。我々は以前、空中へ飛散させたカビ胞子(PM3.3)の落下速度を測定する実験プロトコルの策定(西田龍朗くん)に成功した実績があります。

バイオフィルムは河川水の自浄作用、上・下水道(中水道とも言うべき工業用水)の水処理技術、齲歯(虫歯)など口腔微生物学、その他、水に浸った場の界面ならどこでもバイオフィルムが形成されます*2。それほど普遍性の高い課題なので、実験プロトコルづくりは入門に適すると思います。

*2 我々は以前、降雨後の河川水中から天然のバイオフィルムを見い出し、類似したバイオフィルムを希薄な食酢を用いて人工的に作り出す実験を試み(藤井一輝くん)、原生生物の休眠シストの着生床に応用した実績(後に、河脇凌くんが教材キット化へ展開)もあります。

今回、温泉の泉源から水と固形物を採取し、バイオフィルムを顕微鏡観察してみることにしました。位相差顕微鏡で検鏡すると、糸状性の細胞内に白く輝くイオウ顆粒が多数、確認されました。以前に報じた鉄バクテリアと同様、溶解している無機物イオンを酸化して生命エネルギーを獲得している化学合成細菌のグループに属しています。これらは、地球科学と生物学を跨ぐ新しい境界領域です(文責:教育デザイン室長・竹内 準一)。

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画像・上段左:石(いわ)湯(正面玄関を写す)、同・上段中:飲用温泉水をサンプリング中、同・上段右:「真田幸村の隠し湯」と記された碑、同・下段左:温泉バイオフィルムの各形態(AからD、実体顕微鏡X2対物で落射照明撮影;D:X4対物でCの白枠内のイオウ析出部分を拡大)、同・下段右:糸状性細菌の内部に見られるイオウ顆粒(位相差の暗視野検鏡で白く光っている)

付記:温泉微生物に関しては、医学系微生物(口腔内スピロヘータ)からフィールドの微生物へ転身された研究者の「温泉微生物」サイト(東邦大学医学部生物学研究室杉村賢司講師)が詳しい。温泉水で光が当たる場所には、固有の微細藻類も出現する(国立科学博物館のサイト)。

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