海中微生物探査のためのマイクロ現場分析システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14205147
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤井 輝夫 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30251474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 貴富喜 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (20322688)
• Keywords: マイクロ分析チップ / 遺伝子解析 / PCR / 極限環境 / 現場型分析装置 / 小型分析装置 / 環境微生物 / 遺伝子抽出

Research Abstract

平成14年度の研究において、これまで開発を進めてきた環境微生物遺伝子解析用マイクロ分析チップを用いてPCR法により遺伝子増幅を行い、環境微生物のモデルとして用いた大腸菌のゲノムDNAから約1500塩基対の遺伝子断片を高効率かつ連続的に増幅することに成功した。また、送液のためのポンプ・増幅されたDMの検出部分も含めた小型分析装置としての全体的な構造・仕様を決定するに至った。
上述の環境微生物遺伝子解析用マイクロ分析チップを、深海・地底などの極限環境下で使用することを想定した性能評価を行うために、深海環境模擬装置を導入した。当初の計画では深海における熱水環境を再現するためには、10000m相当水圧(1000気圧)、かつ、装置内水温範囲2℃〜250℃が模擬できるものを構想していた。しかし、装置総重量および実験上の安全性を考慮し、6000m相当水圧(600気圧)までを実現でき、さらに装置内水温については室温から2℃まで調節することができるものとした。この仕様では、熱水環境の再現は困難であるが、それ以外の深海環境をほぼ再現出来ると考えられる。また、高圧部外に設置した超高感度CCDカメラ及び対物レンズからなる光学観察系よって、極限条件下におけるマイクロ分析チップの状態及び反応の評価が可能な仕様となった。
また、遺伝子解析の前段階として必要不可欠な要素である、細胞溶解・遺伝子抽出を行うマイクロ分析チップの開発、細胞溶解法の検討などにもあらたに着手した。

Research Products

• [Publications] Fukuba, T., Naganuma, T., Fujii, T: "Microfabricated Flow-through PCR Device for Underwater Microbiological Study"Proceedings of 2002 IEEE International Symposium on Underwater Technology (UT2002), Tokyo, Japan (2002.4). 101-105 (2002)
• [Publications] Fujii, T: "Microfluidic Devices for Advanced In-situ Measurement"Proceedings of 2002 IEEE International Symposium on Underwater Technology (UT2002), Tokyo, Japan (2002.4). 336-339 (2002)
• [Publications] 藤井輝夫: "極限微生物研究のためのマイクロ・ナノテクノロジー開発"海洋理工学会平成14年度春季大会講演論文集. 11-15 (2002)