私たちの仕事には、絶滅危惧種であるチョウザメの保護と、細菌群集の組み立て方という 2 つの主要な関心があります。これら 2 つのトピック間の関連性は、水生生態学にとって幅広い関心事です。チョウザメは、その自然の生息地の多くで脅かされているか、絶滅の危機に瀕しています。乱獲や生息地の劣化など、いくつかの要因があります。
この研究では、卵の非常に高い死亡率に焦点を当てており、その一部は微生物活動によって引き起こされています.この死亡率をよりよく理解するために、培養に依存しない技術を使用して、経時的に卵に関連する微生物群集、および微生物群集の系統学的組成が卵の死亡率をどのように決定できるかを以前に調べました。野生または孵化場環境では、魚や両生類 (カエルなど) の押し出された卵は本質的に無菌ですが、10-10 細胞/ml の細菌を含む水生環境に入ります。 15 分以内に、多様な微生物群が卵に急速に定着し、この新たに付着した群集の系統学的構成は時間の経過とともに変化する可能性があります。
添付の画像は、チョウザメの卵の表面を 5000 倍に拡大したもので、形態学的に多様な微生物が付着している様子を示しています。この動的なコミュニティの理解を深めるために、チョウザメの卵の表面から数百の細菌株を分離して特徴付けました。 16S rRNA の系統発生を比較して菌株を同定した後、卵などの表面に付着する能力の尺度であるバイオフィルムを形成する各菌株の能力をテストしました。また、菌株によって生成される抗菌活性を検出する単純な寒天オーバーレイ技術を使用して、菌株間の拮抗作用を測定しました。このテストにより、私たちの研究で他の分離株を標的とする抗菌活性を生み出す 8 株が明らかになりました。
1 つの菌株、特に Pseudomonas sp 、60％の分離株と6つの既知の魚病原体のうち5つに対して有効な抗菌化合物を生成しました。魚の病原体であることが知られていない、魚の病原体を標的とする抗菌剤を生成する在来の細菌種の同定は、潜在的なプロバイオティクス、卵に付着して病原体がクリティカルマスを発達させるのを防ぐことができる菌株の優れた説明です.私たちの論理は、卵に関連する微生物群集をより詳細に理解することで、卵の死亡率を（少なくとも孵化場で）減らし、環境に優しくない化学物質（消毒剤など）への依存を減らすことで、より良い管理慣行を提供するプロバイオティクスのアプローチにつながる可能性があるというものです。
私たちの 2 番目の関心事は、細菌群集がどのように組み立てられるかをよりよく理解することでした。前述のように、プロテオグリカンの外皮を持つチョウザメの卵は、水柱に入ると本質的に無菌です。これは、さまざまな時点で卵を除去し、微生物群集の系統学的組成を決定することにより、群集がどのように発達するかを簡単に調査できるため、微生物群集の組み立ての優れたモデルを提供します。水中のすべての微生物集団が卵に付着できるわけではなく、最初の 1 ～ 3 時間以内に付着するパイオニアコロニー形成者が存在し、その後 24 時間以内に群集を再編成する二次侵入者が存在することがわかっています。
私たちの分離株のいくつかは、初期の植民地化者です。また、Aeromonas のようないくつかの既知の魚の病原体もわかっています。 野生の卵に積極的にコロニーを形成することができます。さらに、卵モデルは、単一の細菌株で孵化場の受精プロセスをスパイクすることにより、特定の細菌集団がコミュニティの開発をどのように変更するかを判断できます。たとえば、この方法で卵のコロニー形成の初期に介入することで、卵の死亡率のレベルを下げることができることを示しました.
卵の微生物群集を病原性の低い構造に向けて操作できれば、チョウザメのような水生種を保存する可能性が高くなることは明らかです.より大きな生態学的スケールでは、水生動物は何百万年もの間進化してきました。その進化の繁栄は、「自然の」水生システムの微生物世界との交渉に成功したことを示しています。しかし、気候変動やより直接的な人為的活動（汚染物質）によって引き起こされる水生微生物群集の劇的な変化は、この交渉されたバランスを変えることによって水生動物の生存を根本的に変える可能性があります.水系の生物多様性を維持できるように、これらの本質的なつながりをよりよく理解する必要があります。
これらの調査結果は、Microbial Ecology 誌に掲載された、チョウザメ湖の卵表面から分離された細菌株 (Acipenser fulvescens) の間の拮抗的相互作用とバイオフィルム形成能力というタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、ミシガン州立大学のテレンス L. マーシュが主導しました。
