2021 Fiscal Year Annual Research Report
微小空間制御に基づく複合微生物凝集体のデザインと機能解析
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21J20382
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
高橋 晃平 筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | マイクロ流体デバイス / 画像処理 / 空間分布 / 微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
凝集体の空間分布をデザインし、1細胞レベルで時空間的に解析・検証すると共 に、硝化・脱窒に着目し最適な空間分布を明らかにすることを目的としている。その中で、空間分布がデザインされた細菌凝集体を作製するための基盤システム立ち上げた。マイクロ流 体デバイスは、CAD (図面設計ツール) で図面を設計し、ICチップの作成技術で開発を行った。また、作成した凝集体に対して画像解析を試みた。その結果、意図的な空間分布の制御に成功した。また、作製された凝集体の解析手法として、MS分析を行う予定である。そのため、MS分析に精通している北海道大学の押木准教授のもとで打ち合わせ、技術指導をいただき窒素代謝物のMS分析手法の構築をおこなった。
加えて、本研究プロジェクトは日本学術振興会若手交流事業（スイス枠）の派遣研究員として採択され、スイス連邦水科学技術研究所のD. Johnson氏の研究室とともに研究を進めている。.D Johnson氏は微生物生態学分野において世界を代表する若手研究者の一人であり、ウェット及びドライの両輪で解析を進めている ことでこの研究の飛躍的な発展につながることが想定される。現在、特に画像解析やシュミレーション解析など、本研究のドライの部分を進めている。
またこのデバイスシステムを用いた共同研究が、Frontiers in Bioengineering and Biotechnologyにアクセプトされた（下記参照）。
Chunying Feng, K Takahashi, Jianan Zhu, Simple One-step and Rapid Patterning of PDMS Microfluidic Device Wettability for PDMS Shell Production, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, Accepted
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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
当初計画していた通り、細菌の空間分布の制御までは、進めることができた。加えて、日本学術振興会若手交流事業（スイス枠）に採択されたことでスイス連邦水科学技術研究所のD. Johnson氏と共同して研究を進めることが可能になった。これによって今年度からの更なる研究の発展につながることが想定される。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、スイス連邦水科学技術研究所のD. Johnson氏とともに研究を進めており、ドライの解析技術の構築をしている。この構築が終わり次第、代謝に関わる遺伝子組み換え株を作成、空間分布を制御した系で試すことで、空間と代謝の紐付けをより一層進めていく。
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