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微生物培地の基礎

微生物培地の基礎

微生物試験には実験室で細菌、酵母、ウイルスなど、さまざまな生物が利用されます。発酵、タンパク質およびワクチン製造などの大規模プロセスは、生理活性がある細菌を大量に必要とします。このため、さまざまな用途において、適切な生化学的環境で微生物の特性を維持できるような栄養培地が必要とされています。

あらゆる微生物培地は栄養源、エネルギー源、必須ミネラル、バッファー、およびpH指示薬を含んでいます。また、選択物質、凝固剤を添加した培地もあります。宿主細菌を含む栄養培地で細菌ファージなどの偏性寄生体を培養する場合もあります。

典型的な微生物培地の基本成分は下記のとおりです:

  • 栄養源-タンパク質、ビタミン、ミネラル、および炭水化物;多くはペプトンおよび肉抽出物の混合物
  • エネルギー源-炭水化物;多くはグルコース
  • 必須ミネラル-マイクロミネラルおよびマクロミネラル;多くはペプトンおよび肉抽出物中に存在
  • バッファー-至適pHを保つ試薬;多くは特定アミノ酸、リン酸塩、クエン酸塩、および両極性イオン
  • pH指示薬-色の変化により培地のpH変化を示す化学物質;ほとんどの場合はフェノールレッド
  • 選択物質-特定の細菌のみが増殖できるような物質;抗生物質、亜テルル酸塩、アジ化物、および胆汁塩など
  • 凝固剤-培地を必要に応じて固体または半固体状態に保つ物質;寒天が汎用されるが、ゼラチンも時折使用
  • 増殖因子や酵素などの特定の物質が特殊な細菌の培地に成分として含まれている場合もあります

・微生物培地の種類

  • 単純/基本培地:普通ブイヨンおよびペプトン水を含み、分子生物学研究分野で各種細菌の単離および培養に常用されています
  • 複合培地:各種栄養の混合物を含み、アミノ酸源の正確な組成は同定されていません。チョコレート寒天、マッコンキー寒天、Lowenstein-Jensen培地などがあります
  • 規定培地:ある種の細菌に必要な既知・規定の炭素・窒素を含みます
  • 特殊培地:栄養条件が難しい細菌の増殖を促進し、標的以外の細菌の増殖を抑える特殊物質、あるいは、細菌を識別できる指示物質を含みます
表1培地の種類

・よくある質問

Luria、Lennox、Miller LB組成の違いは何ですか?

LB培地(Lysogeny液体培地)の組成は当初、トリプトン、酵母抽出液、NaCl、およびグルコースでした。ほどなくしてグルコースが省かれ(Miller培地)、その後、NaClが半量になりました(Lennox培地)。用途によっては、塩をさらに減量する必要があります(Luriaの低塩培地)。

LB-Miller製品の中での違いは何ですか?

お客様のニーズに合った各種LB-Miller培地を販売しています。粉末および液体など、さまざまなフォーマットがあります。。LB寒天プレートの準備が容易な粉末も販売しています。L2542(LB Miller液体培地)L3522(LB Miller粉末培地)L3147(寒天入りLB Miller粉末培地)

用途に適した細菌培地の選び方

どの培地でも大腸菌はよく増殖しますが、プロトコルが無い場合、培養液を選ぶための一般的なガイドラインがあります。一般に、大腸菌の増殖・維持、DNAプラスミド作成、タンパク質製造にはLB-MillerおよびLB-Lennoxを使用します。Lennoxはある種の塩感受性抗生物質を使用したセレクションで必要な低塩組成です。LB-Luria低塩培地は、大腸菌増殖あるいはその他の制限要素で、可能な限り低塩が必要とされる特殊な用途に使用します。TB培地は大腸菌の増殖が速いため、高収率なタンパク質およびプラスミド DNAの生成に使用します。SOBは高効率なタンパク質、プラスミド DNA、およびコンピテント細胞の生成に使用します。SOCはコンピテント細胞の初回増殖および形質転換において使用します。

培地にマグネシウムを添加すると細胞密度が上がりますか?

マグネシウム非含有の微生物培養の場合、10~20 mM塩化マグネシウム(MgCl2)または硫酸マグネシウム(MgSO4)を添加すれば細胞密度が増す可能性があります。場合により、インキュベーターの振盪速度を上げる必要があります。

・微生物培地の選択ガイド

表1LB培地
表2最小塩類 (M9)
表3最小塩類(M9)
表4TB液体培地(改変型)
表52X YT培地
表6NZCYM液体培地
表7酵母培地
表8ファージ培地

参考文献

1.
Sambrook J, Fritsch E, Maniatis T. 1989. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 1. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press.
2.
Parija SC. 2012. Textbook of Microbiology & Immunology. 2. Elsevier India.
3.
Types of Growth Media Used to Culture Bacteria. [Internet].[updated 07 Aug 2016; cited 17 Jul 2020]. Available from: https://www.scienceprofonline.org/microbiology/types-culture-media-for-growing-bacteria
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