2023 Fiscal Year Research-status Report

Development of Fundamental Technology for Ultra-High Throughput Droplet Metagenomic Screening for Genetic Resources Acquisition

Research Project

Project/Area Number	23K19279
Research Institution	Nagaoka University of Technology
Principal Investigator	中村彰宏長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (50983988)
Project Period (FY)	2023-08-31 – 2025-03-31
Keywords	ドロップレット / ペプチダーゼ / スクリーニング / メタゲノム
Outline of Annual Research Achievements	ドロップレットスクリーニングは油中に分散した微小な水滴の中で微生物を培養し、活性・機能を検出する高効率なスクリーニング技術として期待されている。本研究では、ドロップレットスクリーニング技術を機能ベース-メタゲノムスクリーニングに適用することでFunctional-based Metagenomic Droplet Screening (FMDS) の技術確立の確立を目指す。本年度は大腸菌を用いて、ドロップレット内における細胞濃度の検出法を開発し、バルク培養との生育の差異を明らかにした。大腸菌ではLag timeに、バルク培養とドロップレット培養で差異は無かったが、最大増殖速度および最大菌体密度はバルク培養が高い結果であった。またジペプチジルペプチダーゼを発現する大腸菌をモデル系として、異種宿主発現した酵素活性を検出する系を構築した。またメタゲノムライブラリー構築に向けて、土壌や海洋など約20地点のサンプリングを実施した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の研究計画の通り、初年度でモデル系を用いた原理検証を進めることができている。現在はFMDSの確立に向け、メタゲノムライブラリーの作成を進めており、おおむね当初の計画通りに研究が進展している。
Strategy for Future Research Activity	これまでの結果から、ドロップレットスクリーニングにおける、大腸菌を宿主とし、異種宿主発現した酵素活性を検出する系を構築できた。今後はFMDSの検証を進めるため、サンプルからメタゲノムライブラリーを調製し、実際に大規模スクリーニングを実施する。その際に培養条件、例えば培養温度を変更し、各条件での大規模スクリーニングによって得られる機能遺伝について、解析を進める予定である。