ゲルマイクロドロップレットによる難培養微生物の培養と抗がん化合物の探索
| Project/Area Number |
21K14953
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
市川 俊輔 三重大学, 教育学部, 准教授 (50781118)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 土壌微生物 / Water in oil ドロップレット / ゲルマイクロドロップレット / 難培養微生物 / 二次代謝産物 |
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| Outline of Research at the Start |
多様な二次代謝産物を産生する土壌微生物は、創薬のための魅力的な資源である。本研究ではゲルマイクロドロップレットによって難培養微生物を含めた多様な微生物を複合培養し、その培養液中から新規抗がん化合物の取得に挑戦する。がん移植ゼブラフィッシュモデルをスクリーニングに利用することで、土壌微生物培養液のin vivoでの抗がん活性と生体毒性などの特徴を多角的に評価する。抗がん活性を示す土壌微生物複合培養液のメタゲノム解析を行い、培養液中の微生物組成や二次代謝産物生産遺伝子群を推定する。最終的に候補の微生物培養液より、抗がん化合物を単離・同定し、その薬理学的特性を決定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
土壌中には多様な細菌が存在しているが、大部分の微生物は未探索な状況であり、これら微生物の培養方法の確立と生理活性探索の方法を確立することが求められている。 多くの細菌は増殖が遅く、また他の微生物由来の化合物を要求するために、培養することが難しい。ドロップレットへの微生物包埋と複合培養は、微生物間の化合物相互作用を維持しながら、液体培地中で多種の細菌を分離培養できるために、難培養微生物を培養するための方法として期待されている。
本研究ではまず、Water in oil (W/O)ドロップレットおよびGel microdroplet (GMD)中に土壌微生物を包埋し、25℃で複合培養した。培養前および培養７日目での各培養液中の細菌叢を比較した。単純に土壌微生物を複合培養するとその多様性は失われてしまうことが、一方でW/OドロップレットおよびGMD包埋により、複合培養時の細菌叢の多様性は保持されることがわかった。もちいた土壌はAcidiferrimicrobium, Janthinobacterium, Flavobacteriumを含む多様な細菌で構成されていた。ドロップレット包埋をせず複合培養した場合、Rahnella, Bacillus, Pseudomonasが優占した。W/Oドロップレット包埋して複合培養した場合、Pseudomonas, Acinetobacter, Arthrobacter, Brevibacterium, Delftiaなどが、GMD包埋して複合培養した場合、Bradyrhizobium, Agrobacterium, Terracoccus, Arthrobacter, Rhizobiumなどが多く検出された。以上の通り、W/OドロップレットまたはGMDを用いることで、異なる菌叢で構成された複合微生物培養液を調製できる可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ドロップレット包埋の条件を検討することで、Water in oil droplet, Gel microdropletを用いて、多様性を保持して土壌微生物を複合培養できることを明らかにしている。抗がん活性など生理活性を示す微生物培養液の取得に成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
取得した培養液より、目的の生理活性を示す細菌を取得することを試みる。細菌のゲノム解析・トランスクリプトーム解析、ゲノム編集による遺伝子ノックアウトなどの手段により、生理活性化合物の生産に重要な遺伝子を同定する。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
