Rapid microbiota profiling and dysbiosis prediction by fluorescence imaging cytometry

2017 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K12909
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Medical systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Ota Sadao 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 客員研究員 (70731214)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: フローサイトメトリー / １細胞解析 / 腸内細菌 / 環境細菌

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have developed a series of high-speed optical technologies that profile a complex and large number of bacterial populations with an ultimate goal of evaluating and predicting individual and environmental microbiota dynamics from the bacterial single cell analysis. Specifically, by combining a newly designed microfluidic technology that align the stream of bacteria at the bottom wall of channel in the three-dimensional space, we developed a new high-speed fluorescent high-content flow cytometry (fluorescence imaging / autofluorescence spectrum) and demonstrated the classification of bacterial species and strains.

Free Research Field

光工学、マイクロ流体工学、バイオ工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、細菌叢解析から個体や環境動態評価・予測を目指すべく、複雑で大量の１細菌集団を光学的に高速プロファイリングする技術群を提案・開発・実証しました。具体的には、マイクロ流体による細菌の底壁面三次元整列技術を開発し、新規光学技術と組み合わせることにより、高速蛍光ハイコンテンツ・フローサイトメトリー（蛍光イメージング・自家蛍光スペクトル）を新開発し、細菌分類実証を行いました。