2015 Fiscal Year Annual Research Report
新規セルソーターによる生理活性物質生産菌体のハイスループットスクリーニング
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15J07130
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
宮岡 理美 早稲田大学, 先進理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | ラマン分光 / 生理活性物質 / スクリーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微生物が生産する二次代謝産物は抗生物質や生理活性物質として広く利用されてきた。しかし、従来の有用微生物探索方法は培養などの二次操作が介在するため、得られる菌体・生理活性物質が制限されており、新規有用物質の獲得が困難になりつつある。そこで本研究では、培養に依存せず有用代謝物生産能を直接評価するスクリーニング手法を開発する。その手法として、顕微ラマン分光法と単一菌体からの遺伝子解析手法を融合させることにより、非標識に微生物の生体成分に基づいたスクリーニングを行い、さらに遺伝子解析により生理活性物質生産菌体の同定や新規生合成遺伝子獲得を目指す。
本年度は、未知化合物同定に使用するために、抗生物質のラマンスペクトルデータベースを拡張しており、現在約20種類の抗生物質の標品についてラマンスペクトルを取得した。また、平行して培養株においても多様な化学構造を持つ抗生物質の検出方法について検討し、多変量解析により抗生物質に由来するスペクトルを菌体由来のスペクトルから分離可能であることが示された。
また、環境微生物においても本手法の有効性を検証するため、海洋性海綿に共生している微生物が生産する生理活性物質の検出を試みた。その結果、複数種類の化合物生産を検出することができた。さらに、共生微生物の網羅的なスペクトルの取得により、生理活性物質や生体内成分の違いに由来するスペクトルパターンの変化を元にした新しい菌体のカテゴライズ手法を考案した。この手法を利用することで、生産物の違いに基づく迅速なスクリーニングが可能となることが期待される。
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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
本年度は研究計画の通り得られたラマンシグナルから二次代謝産物生産の検出を行うための解析方法の検討を行った。また、環境微生物として海洋性海綿共生微生物における二次代謝産物の生産検出に取り組み、それぞれの菌体に適した実験条件の検討を行ったうえで、スペクトル解析により生理活性物質や生体内成分について明らかにすることができた。さらに、ラマンスペクトル取得後の単一菌体から直接遺伝子を増幅することに成功した。セルソーター自体の開発は遅れているが、ラマン計測ノウハウの蓄積や単一菌体からの遺伝子増幅方法の検討を行うことができたため、全体としてはおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、現状のラマンスペクトル計測をさらにハイスループット化するため、菌体のスペクトルを連続的に取得する方法及び多変量解析を用いた生理活性物質の自動的な検出を目指す。
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