バイオフィルム形成機構の理解と除去・対策に向けて

自然界において微生物は個々の細胞として生息しているだけではなく、固体表面に付着して、集団構造であるバイオフィルムを形成しています。バイオフィルムは水処理・食品分野で有効活用されている一方で、細菌感染や虫歯、金属腐食、膜の目詰まりなど弊害を及ぼしています。一旦細菌がバイオフィルムを作り出すとその除去が非常に困難であるため、その除去法、ならびに形成制御法が今日求められています。本講演ではバイオフィルムの基礎的知見から最近の研究動向、さらにはその評価方法や除去方法までを紹介します。

1. バイオフィルムの基礎
   1. バイオフィルムの歴史
      • 微生物の発見とバイオフィルム
   2. バイオフィルムの特性
      • バイオフィルムの種類
      • 浮遊細菌とバイオフィルム細菌の違い
   3. バイオフィルムの構成成分
      • タンパク質
      • DNA
      • 多糖
   4. バイオフィルムの形成機構
      • 固体表面への付着
      • バイオフィルムの発達
   5. バイオフィルムにおける情報伝達機構
      • クォラムセンシング
      • 遺伝子伝播
   6. バイオフィルム内における細菌の薬剤耐性
      • 薬剤耐性遺伝子の発現
      • 代謝の休止
2. 身の回りのバイオフィルム
   1. バイオフィルムの人体への影響
      • 日和見感染菌
      • 口腔細菌
   2. 食品とバイオフィルム
      • 食品発酵
      • 食品に付着する病原菌
      • 食品を腐敗させる細菌
   3. 水処理とバイオフィルム
      • 廃水処理
      • 膜分離活性汚泥法
      • 微生物保持担体
   4. バイオフィルムによる金属腐食
      • 金属腐食を引き起こす細菌
   5. 生活環境におけるバイオフィルム
      • 浴槽に付着する細菌
3. バイオフィルムの除去と形成防止・対策
   1. 物理学的方法
      • 物理的殺菌法
      • 物質表面特性
   2. 化学的方法
      • 消毒薬
      • バイオフィルム阻害剤
   3. 生物学的方法
      • 酵素
      • ファージ
4. バイオフィルムの評価・解析と研究アプローチ
   1. バイオフィルムの菌種同定法
      • 群集構造解析
      • クローンライブラリ
      • 質量分析
   2. バイオフィルムの構成成分分析法
      • 細胞外マトリクスの分離
   3. バイオフィルムの形成・除去の評価
      • バイオフィルム形成装置
      • 定量法
      • 染色法
      • 観察方法
   4. バイオフィルムを形成する細菌の発現解析
      • 遺伝子発現解析
      • タンパク質解析
5. バイオフィルム研究の現在と展望