2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development and application of next generation metabolome analysis technologies
| Project Area | Transomic Analysis of Metabolic Adaptation |
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| Project/Area Number |
17H06304
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
馬場 健史 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (10432444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 健一 九州大学, 薬学研究院, 教授 (60346806)
和泉 自泰 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (70622166)
相馬 悠希 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (80781955)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | メタボローム解析 / メタボロミクス / トランスオミクス / 代謝アダプテーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，個別定量分析系の開発において，親水性代謝物解析用ガスクロマトグラフィー質量分析系（GC/MS）およびリピドーム解析用超臨界流体クロマトグラフィー質量分析系（SFC/MS）における定量データ取得のための技術開発に取り組んだ．GC/MS分析系においては，検出感度比が一定となるように調整するターゲットチューニングを用いて構築するCalibration Curve Locking Database (CCLD)に基づいて代謝物濃度を導出する半定量法の開発に取り組み，メタボロミクス用の新規CCLDを構築した（論文投稿準備中）．SFC/MS分析系においては，順相系のカラムを用いたSFCに三連四重極型質量分析計（QqQMS) を接続したワイドターゲット定量リピドーム分析法の開発に取り組み，脂質クラスごとに内部標準物質を用いて脂質クラス内の個々の脂質分子のマトリクス効果を一斉に標準化し定量分析するNP-SFC/QqQMS分析系の構築に成功した（Takeda, H.et. al., J. Lipid Res. 2018）．その他にアミノ酸，有機酸等を対象とした個別分析系の開発についても取り組み，高濃度塩を含む培地成分の解析に適用可能なハイスループットのアミノ酸分析系の構築に成功した（論文投稿準備中）．
また，定量解析用安定同位体ラベル化標準品およびMSプローブの開発においては，安定同位体ラベル化標準品のin vivo合成，in vitro 合成にむけた種々の条件検討を行った．「安定同位体ラベル化内部標準群 (SILIS)」の大腸菌による生産・調製における技術基盤の構築に取り組み，生産菌株の選定および培養条件の検討を行った．
さらに，定量メタボロームデータ解析手法の開発についても，実データを用いて現解析系の問題点をピックアップするとともに，必要な技術の開発に取り組んだ．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
目的とする定量データの取得が可能なクロマトグラフィー質量分析系として，親水性代謝物の解析用のGC/MS分析系およびリピドーム解析用のSFC/MS分析系の開発に成功した．また，上記に加えて，培地などの高濃度塩を含む試料にも適用でき，簡易でランニングコストが低くハイスループットの実用性の高いアミノ酸分析系の構築にも成功した．上記のとおり，当初の計画より定量分析系の開発は進展している状況である．
また，定量解析用安定同位体ラベル化標準品およびMSプローブの開発においては，安定同位体製造企業やMSプローブを開発している研究者との共同研究により，研究開発は当初予定していたより進展している状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度も引き続き，メタボローム解析における定量データ取得に向けた基盤技術開発として，①化合物グループ個別定量分析系の開発，②定量解析用安定同位体ラベル化標準品およびMSプローブの開発，③ 定量メタボロームデータ解析手法の開発に取り組む予定である．
定量分析系の開発においては，引き続きGC/MSにおけるCCLD定量ライブラリの構築に取り組み解析対象親水性代謝物の拡充を図るとともに，当該分析系を用いた実サンプルの測定を実施する．必要に応じて分析系の改良，開発を実施する．また，SFC/MS分析系における定量リピドーム解析システムの開発にも引き続き取り組み，解析対象脂質の拡充を図るとともに，当該分析系を用いた実サンプルの測定を実施する予定である．また，同様に必要に応じて分析系の改良，開発についても取り組む．その他に，個別分析系の開発として，HPLCを用いた有機酸や糖などを対象としたハイスループット分析系の開発についても取り組む．
また，定量解析用安定同位体ラベル化標準品およびMSプローブの開発においては，安定同位体ラベル化標準品の微生物におけるin vivo合成，および，無細胞系でのin vitro 合成に取り組む．
さらに，定量メタボロームデータ解析手法の開発についても，実データを用いて必要なアルゴリズム，ソフトウエア等の技術の開発に取り組む．
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[Book] Lipidomics2017
Author(s)
Yamada, T., Bamba, T.
Total Pages
260
Publisher
Humana Press
ISBN
978-1-4939-6944-9
