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家畜栄養生理学実験 2012
2012年12月1日

名前を変えて全15回になったこの学生実験も今年で4度目です!
前半ではヒツジを、後半ではラットを用いて、動物が摂取した飼料がお腹の中でどう代謝されていくのかを考えます。
このページでは、慣れない実験に戸惑いながらも、がんばる初々しい3年生の模様をお伝えします。

第1回 ルーメン液のサンプリング、pH測定およびプロトゾア観察

前半のヒツジ(ルーメン)編では、粗飼料を多給した区と濃厚飼料を多給した区を設定し、それらの飼料がお腹の中でどのように分解・発酵されていくのかを見ていきます。
初回の実験では各ヒツジからルーメン液を採取し、pHを測定し、微生物の一種であるプロトゾアを観察しました。
サンプリングは継時変化を見るため、給餌前、給餌後1、2、3、4時間と5回に分けて行いました。

今週は粗飼料を多給したヒツジのルーメン液をサンプリングしました。
サンプリング後のルーメン液は今後の実験用に一部を凍結保存し、今回はpH測定、プロトゾア観察を行いました。
こちらはoH測定の様子。
ルーメン液のpHはどのくらいの値だったのでしょうか。給餌後の変化も楽しみですね。
続いて、プロトゾア観察へ。
採取したばかりのルーメン液中に、泳いでいるプロトゾアを発見した3年生も多数いました。
繊毛を使って泳いでいる様子は面白いですね。
小池先生もTAもプロトゾアに夢中!?
こちらは小池先生から次の説明を受けている様子。
培地を使って何をするのでしょうか?
ろ紙、およびお米を入れた培地にルーメン液を接種し、分解の様子を視覚的に見るという実験です。
シリンジで打つのは初めてで、みんな真剣です。
ルーメン液を打った培地をウォーターバスにて保温中です。1週間後にどうなっているか楽しみですね!

来週は濃厚飼料を多給したヒツジからルーメン液を採取します。
今回の粗飼料多給時とはまた違うルーメン液の臭いや発酵状態にもぜひ着目してみてください。
それでは、次回もお楽しみに!
(担当:若井)

第2回 糖質分解酵素の活性測定

前半のヒツジ(ルーメン)編では、粗飼料を多給した区と濃厚飼料を多給した区を設定し、それらの飼料がお腹の中でどのように分解・発酵されていくのかを見ていきます。
2回目の実験では採取したルーメン液の糖質分解酵素の活性を測定し、ルーメン内で粗飼料および濃厚飼料が分解されることを実証しました。

小池先生により今回の実験の目的について説明が行われています。
しっかり説明を聞くことが実験の成功につながります。
実験開始です。
ピペットの操作に慣れることも学生実験の大切な要素の一つです。
試験管に試薬やサンプルを分注していきます。
入れる試薬を間違えないように気をつけましょう。
みんな集中しています。実験もきっと成功するでしょう!!
説明をするTAの仲田君(右)。みんな真剣に聞いています
加藤さん(左)の分かりやすい説明でみんなも理解を深められたと思います。
マイクロプレートリーダーについて梅村さんが指導中。
この機械で吸光度を測定し、酵素活性を算出します。
全班の結果をホワイトボードに記録します。実験は成功したでしょうか?

今回の栄養生理学実験は以上です。
次回はSCFA濃度とアンモニア態窒素濃度の測定です。
次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第3回 SCFA濃度とアンモニア態窒素濃度の測定

前半のヒツジ(ルーメン)編では、粗飼料を多給した区と濃厚飼料を多給した区を設定し、それらの飼料がお腹の中でどのように分解・発酵されていくのかを見ていきます。
3回目の実験では、採取したルーメン液の短鎖脂肪酸(SCFA)とアンモニア態窒素濃度を測定し、飼料中の炭水化物が宿主動物のエネルギー源に変換されることを理解し、微生物タンパク質の合成に必要なアンモニアが生成されていることを確認しました。

今日は家畜栄養学研究室の実験室で実験です。みんな今日もやる気です。
まずは、SCFA濃度の測定について小池先生による説明です。細かい作業を必要としますが頑張りましょう。
サンプルをガスクロマトグラフィーと呼ばれる機械に注入していきます。
上手く注入できるかな?
アンモニア態窒素の濃度を測定することでルーメン内でのタンパク質利用について考えます。今回もピペッティングが大事です。
ドラフト内の作業も集中して行っています。
最後にデータの整理です。しっかり計算方法も理解しましょう。

 

今回の栄養生理学実験は以上です。
次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第4回 PCR-RFLPによる菌叢解析

この回では、前々回にDNA抽出~PCRで増幅したPCR産物を制限酵素により消化し、バンドパターンの違いから菌叢変化を類推していきます。
飼養条件の違いにより、バンドパターンに明確な違いは見られるか。PCR同様DNAを扱うミクロな実験なので、コンタミが起こらないよう細心の注意を払いつつ行う必要があります。

今日は小池先生に代わって小林先生が実験を担当してくださいます。
まずはPCR産物を制限酵素により消化する作業です。制限酵素により二本鎖DNAの特定の配列を切断します。
今日の作業もピペットの操作が大事です。皆だいぶ操作に慣れてきたようです。
酵素消化後に行う電気泳動用のゲルを作成しているところです。
ゲルを固めるためのアガロースを定量して加えます。
ゲルを電気泳動槽に設置します。そしてゲルにサンプルをロードし、泳動します。
電気泳動が終わるまで、来週のプレゼンの準備です。加藤さんのわかりやすい解説に皆聞き入っています。来週の発表が楽しみです。
泳動後、右にある機会の中にゲルを設置し、その左のモニターにゲルの画像を映し出します。今回は残念ながら結果に違いは見られませんでした。

今回の実験では、残念ながら期待した結果は見られませんでした。
ただ、代謝産物など他のパラメーターで大きな違いが出ているので菌叢変化が起こっていることは確かです。
より詳細に調べていけば違いが見られたかもしれませんね!
次回はいよいよ前半戦の最終回プレゼンテーションです。
これまで、実験して得られた結果をまとめて人にわかりやすく説明する能力を付けるための良い訓練です。
それでは、次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第5回 PCR-RFLPによる菌叢解析

この回では、前々回にDNA抽出~PCRで増幅したPCR産物を制限酵素により消化し、バンドパターンの違いから菌叢変化を類推していきます。
飼養条件の違いにより、バンドパターンに明確な違いは見られるか。PCR同様DNAを扱うミクロな実験なので、コンタミが起こらないよう細心の注意を払いつつ行う必要があります。

今日は小池先生に代わって小林先生が実験を担当してくださいます。
まずはPCR産物を制限酵素により消化する作業です。制限酵素により二本鎖DNAの特定の配列を切断します。
今日の作業もピペットの操作が大事です。皆だいぶ操作に慣れてきたようです。
酵素消化後に行う電気泳動用のゲルを作成しているところです。
ゲルを固めるためのアガロースを定量して加えます。
ゲルを電気泳動槽に設置します。そしてゲルにサンプルをロードし、泳動します。
電気泳動が終わるまで、来週のプレゼンの準備です。加藤さんのわかりやすい解説に皆聞き入っています。来週の発表が楽しみです。
泳動後、右にある機会の中にゲルを設置し、その左のモニターにゲルの画像を映し出します。今回は残念ながら結果に違いは見られませんでした。

今回の実験では、残念ながら期待した結果は見られませんでした。
ただ、代謝産物など他のパラメーターで大きな違いが出ているので菌叢変化が起こっていることは確かです。
より詳細に調べていけば違いが見られたかもしれませんね!
次回はいよいよ前半戦の最終回プレゼンテーションです。
これまで、実験して得られた結果をまとめて人にわかりやすく説明する能力を付けるための良い訓練です。
それでは、次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第6回 プレゼンテーション(前半)

前半のヒツジ(ルーメン)編では、粗飼料を多給した区と濃厚飼料を多給した区を設定し、それらの飼料がお腹の中でどのように分解・発酵されていくのかを見ていきます。
これまでの実験で、給与飼料の違いによりルーメン内の発酵パターンが変化することを確認してきました。また、なぜ変化が起きているのか、ルーメン内微生物に着目して数・多様性・酵素活性を明らかにしてきました。
今回は、前半のまとめとしてこれまで行ってきた実験の結果・考察を班ごとに発表してもらいました。

トップバッターは5班です。トップバッターはやりくいと思いましたがしっかりした発表でした。
パワーポイントもうまくまとまっていました。
続いて3班。初めにルーメンについて詳しく説明していた点がよかったです。
スライドも非常に見やすく分かりやすかったです。
次は3班。説明が非常に丁寧でした。
しっかりと発表の準備をしてきたことが伝わってきました。
4班です。実験の目的についてもしっかり説明してくれました。
色を多く使っており、見る人を引き付けるようなスライドでした。
最後に1班です。
簡潔で要点が分かりやすい発表でした。
質問にもしっかり答えていました。
先生からの総括、そしてTAによる採点です。いよいよ結果発表です。結果は。。。
まず3位は3班です!おめでとうございます!
そして1位は何と同率!1班と2班でした!!
残念ながら3位以内に入れなかった班にも景品があります。
順位は付けましたが、どの発表もわかりやすく、そして個性が出ていてとてもよかったです!!お疲れ様でした!!

 

前半の栄養生理学実験は以上です。
次回からはオリゴ糖がラット(単胃動物)に与える影響を見ていきます。
次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第7回 ラット体重測定・群分け、管理当番振り分け、試験意義の説明

実験後半では単胃動物の下部消化管(主に盲腸)をターゲットにしていきます。
この後半の一連の試験にはラットを用いるため、この回には体重測定と群分けを行いました。

まずは実験の説明です。後半は小林先生が担当してくださいます。今年の栄養実験も残すところ後半のみ、頑張りましょう!!
まずはラットの体重測定です。ラットを大事に扱っています。
ポリビンに入れて体重を測るのですが、なかなかうまく入らないようですね。
ラットも必死に抵抗しています。
体重測定後、ラットを2群に分け、一方には飼料+水、もう一方には飼料+オリゴ糖&ビフィズス菌を与え1週間飼養します。

 

果たしてオリゴ糖とビフィズス菌はラット盲腸内発酵に好ましい影響を与えるのでしょうか?
次回はラットからサンプルを採取し、各器官の測定を行います。
それでは次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第8回 諸器官計測、サンプル採取

前半の最初と同じく、後半もまずはサンプルの採取から始まります。
今回は、1週間オリゴ糖とビフィズス菌を給与したラットから、血液と盲腸内容物を採取します。
さらに、腑分けも行い、各臓器・組織重量、消化管内容物重を測定し、オリゴ糖とビフィズス菌の給与による影響を検証します。

まずは体重測定です。どれくらい体重は増えていたでしょうか?
ラットからサンプリングを行っていきます。
背中からも集中していることが伝わってきますね。
器官を採取し、重量を測定していきます。全員の協力で手際よく進めていきます。
盲腸内容物を採取し、臭いを嗅いでみます。どんな臭いがしたでしょうか?
各班2匹のラットからサンプルを採取しました。2匹目はさすがになれた手つきでこなしていました。

血液採取や腑分けなど、慣れない作業ばかりでしたが、いかがだったでしょうか?
動物を使った実験というのを改めて理解するきっかけになったのではないでしょうか。
今後は採取したサンプルを分析し、オリゴ糖とビフィズス菌の効果を検証していきます。
次回以降の結果に期待しましょう。
それでは、次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第9回 血中コレステロール、グルコースの定量および盲腸内pHの測定

今回は、ラットから採血→遠心分離して得られた血清を元に血中グルコースおよびコレステロールの濃度を測定します。
測定原理の詳細は長くなるので控えますが、それぞれの存在量を専用のキットを用いて調べます。
実際の操作は前半戦のアンモニア態窒素濃度測定などと同様にプレートリーダーを使った比色定量です。
キットを使っているので作業工程は非常に簡便化されていますが、扱う試薬の容量が少ないのでピペッティング操作に慣れない3年生は毎年苦戦します。

サンプルと試薬をマイクロプレートに入れ、発色具合をマイクロプレートリーダーと呼ばれる機械で測定します。
マイクロプレートの穴は一つ一つが小さいので、慎重に作業を行う必要があります。
分注の際に泡ができると結果にも影響がでるので、気を付けましょう。
空き時間も濃度の計算の時間を行います。
分注が終わったら、マイクロプレートリーダーで測定を行い、その結果からサンプルの濃度を求めます。

 

1μℓや0.75μℓという試薬のアプライ量に苦戦していた班も多かったようです。
結果として血中コレステロール、グルコース濃度には違いは出ていたのでしょうか。
次回は盲腸内の代謝産物濃度としてアンモニア態窒素および乳酸濃度を測定します。
それでは、次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第10回 アンモニア態窒素および乳酸濃度測定

今回は、オリゴ糖&ビフィズス菌を給与したラットの盲腸内容物より、アンモニア態窒素と乳酸の濃度、pHを測定しました。
オリゴ糖&ビフィズス菌給与が腸内フローラに影響を与えているか、その代謝産物を見ることで間接的に推測します。

まずは、盲腸内容物を測り取ります。
盲腸内容物を食塩水に入れ遠心し、それをアンモニア態窒素と乳酸の測定に用います。
ピペットの使用についてはみんなだいぶ慣れてきたようです。
集中していますね。素晴らしい!
アンモニア態窒素、乳酸共にマイクロプレートに分注しての測定となります。大変ですが頑張りましょう。
今回は分注作業の画像ばかりになってしまいましたが、分注の重要さは伝わっていると思います!
アンモニア態窒素の測定では最後にドラフト内で作業を行います。
分注がうまくいったのでしょうか?満面の笑みですね!

試薬分注の多い実験、おつかれさまでした。
目に見えない微生物のはたらきを、アンモニア態窒素や乳酸といった代謝産物を通して実感していただけたでしょうか。
次回は、ロールチューブ法による腸内菌の培養計数およびVFA濃度測定です。
それでは、次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第11回 嫌気性ロールチューブ法による腸内細菌の培養計数およびラット盲腸内SCFA濃度測定

今回は、ラットの盲腸内容より総嫌気性細菌、Clostridiaおよびビフィズス菌の培養計数準備としてロールチューブを作成しました。
また、発酵パターンのちがいを見るため短鎖脂肪酸(SCFA)濃度の測定も行いました。

まずはサンプルを1つガスクロの機会に打ち、SCFAを測定します。これは前半の実験でも行った測定法なので、慣れた手つきでこなしていました。
SCFAの測定には時間がかかるので、その間にロールチューブを作成します。TAの指示に従って皆慎重に作成していきます。
先生からロールチューブ作成により出来るコロニーについて説明を受けています。
ロールチューブ作成では泡を作らないようにするのが重要です。上手く作成できたでしょうか。
1、2個作成するとコツをつかんだようで次々と作成していました。
そうしている間にSCFAの1サンプル目の測定が終わるので、2サンプル目をガスクロに打ちます。心配そうに見つめていますね。
ロールチューブ作成とSCFA測定が終わると次はSCFA濃度の計算です。TAの若井さんの指導に熱が入ります。
しっかり濃度の計算はできたでしょうか。

今回の栄養生理学実験の様子は以上です。
SCFA濃度のちがいからオリゴ糖&ビフィズス菌給与にどんな効果があるのか、少しわかってきたのではないでしょうか?
次回はロールチューブに出現したコロニーの計数と「培養を必要としない」定量法であるreal-time PCRで
腸内細菌の変化を追ってもらいます。
それでは、次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第12回 real-time PCR法およびロールチューブ法による腸内嫌気性細菌の定量

オリゴ糖とビフィズス菌が単胃動物の健康および影響に及ぼす影響を探る旅!
いよいよ本実験も大詰めとなりました。
今回は、前回作成したロールチューブに出現したコロニーを数える培養計数とreal-time PCRによる非培養定量法で腸内細菌の変化をみていきます。
オリゴ糖とビフィズス菌の給与により腸内細菌叢はどのうように変化したのでしょうか?

前回作成したロールチューブに現れたコロニーを計数します。コロニーはしっかり形成されていたでしょうか!?
真剣にコロニーを数えています。どれがコロニーか周りと話し合って判別しているようです。
真剣に数えています。いい集中力ですね。
TAにアドバイスをもらうことも大事です!!
計数の合間に部屋を移動しReal-time PCRについての説明を受けます。TA七條君の説明にみんなくぎ付けです。
そしてTA宮澤さん(左)の指導のもと実際にサンプルを分注していきます。

今回の栄養生理学実験の様子は以上です。
ロールチューブのコロニー計数という作業自体は単純なものですが、盲腸内容物を使ってコロニーが形成されている状態を観察できたことで腸内細菌のはたらきを知ることの有用性を再確認できたのではないでしょうか?
またreal-time PCRという先端技術を使った定量もよい経験になりましたね。
次回はとうとう後半の最後。そして栄養生理学実験の最終回です!後半の実験のまとめとしてプレゼンを行ってもらいます。
それでは、次回もお楽しみに!
(担当:近田)

第13回 プレゼンテーション(後半)

オリゴ糖とビフィズス菌が単胃動物の健康および影響に及ぼす影響を探る旅を終えてまとめのプレゼンです!
3年生はどんな発表をしてくれるのでしょうか?

トップバッターは5班。まず始めに目次を作ってわかりやすいですね。
色をつかっており、とても見やすいスライドでした。
3班の登場。
独自の考察がいくつかあり、とても面白いスライドでした。
つづいて4班。
期待した結果が出ない実験もありましたが、その理由についてもしっかり考察しています。
お次は1班。
非常にシンプルで見やすいスライドでした。
最後は2班です。
実験の問題点や改善点も示してあり、しっかり準備してきたことが分かりました。
そして表彰に移ります。
2位は2班でした。そして1位は。。。
3班でした!!おめでとうございます!

 

 

 

今回の栄養生理学実験の様子は以上です。
1か月にわたる実験の内容を分かりやすくまとめて、かつ人に伝えるという作業は難しかったと思いますがこの経験はこの先必ず生きてくるはずです。
それはどの研究室に配属されても同じことです。社会に出てからもこういったプレゼン力というのは必要です。
ここで得た経験を忘れずにがんばっていってください!
実験、発表お疲れ様でした!
(担当:近田)