2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of platform for ultra high-throughput screening of novel bioactive compound producers
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17H06158
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
竹山 春子 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60262234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 正浩 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 次席研究員(研究院講師) (50620803)
細川 正人 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 招聘研究員 (60722981)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | ラマン分光 / データベース / 生理活性物質 / シングルセル解析 / 難培養性微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、環境中の未知微生物から生理活性物質生産株をハイスループットにスクリーニングする技術の確立を目的としている。このために、微生物二次代謝産物のラマンスペクトラムデータベースを構築し、ドロップレットを基礎としたシングルセルラマンスペクトラム取得と微生物単離の機構の統合を目指している。
1)微生物二次代謝産物のラマンスペクトラムデーターベース構築：本年度は、二次代謝産物データ50種までを構築することを目的とし、新規の計測システム導入と測定法検証を進めた。成果として、すでに申請者らがインハウスで作成したラマン分光機器にてペニシリン等の様々な抗生物質のin vivo検出が可能であることを確認した。一方で、色素、蛍光のバックグラウンドが高いサンプルに関して、励起光の変更の必要性が生じた。これを受け、新年度に新たに計測システムを自作し、改めて二次代謝産物データを拡充する計画である。
2)シングルセル解析のためのドロップレットマイクロフローシステム構築：ドロップレットシステムとラマン分光を統合した計測システムを開発する計画であったが、上述の理由により次年度実施に計画変更した。
3)シングルセルゲノミックスによる新規生理活性物質遺伝子群の解析：シングルセルゲノムの情報科学的解析法を改良し、バイアスやキメラリード等に由来するエラーを補正してシングルセルゲノムデータを取得する方法を開発し論文報告した。ドロップレットシステムと組み合わせることで、シングルセルから凖完全長ゲノム情報が網羅的に取得できるようになり、コストと効率を大幅に改善したシングルセルゲノム解析法を確立することができた。現在、本法を応用し、難培養性微生物からの生理活性物質生合成遺伝子の同定を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
将来的な技術の汎用性を考慮して、市販されているラマン分光機器によってデータベース化を進める予定で、機器の購入を行ったが、納品が大幅に遅れたことと、微生物を対象として用いる励起光での感度等に不具合があることが判明した。それによって、目標とするデータ取得が遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
購入したラマン分光機器（標準市販品）の改造をスタートするのと同時に、すでに申請者らが保有(自作)しているラマン分光器の波長スペックの拡充を行い生理活性物質のin vivo検出の目的に特化した機器仕様を備えた体制を早期に構築する予定である。すでに、仕様は検討済みである。この対策により、ラマンスペクトルデータベースの構築の遅れを挽回、かつ加速化できる見込みである。
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