2015 Fiscal Year Research-status Report
2種細胞間に分担されたポジティブフィードバックによる細胞集団挙動のプログラミング
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26540152
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木賀 大介 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (30376587)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 合成生物学 / 数理モデル / 細胞間コミニュケーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度までに確立していた、２種類の細胞がそれぞれ相手の存在を検出して固有の分子を培地に放出する形のポジティブフィードバックの系について、それぞれの細胞の増殖速度を精緻に測定した。この系では、細胞アルファは、分子Bを受け取った際に分子Aを放出し、同時に抗生物質耐性を獲得する。一方、細胞ベータは、分子Aを受け取った際に、分子Bを放出し、同時に抗生物質クロラムフェニコールへの耐性を獲得する。増殖速度の変化の測定の結果、抗生物質による増殖阻害による速度低下、および、相手からの通信分子によって誘導される耐性遺伝子の発現によって阻害が緩和され速度低下が回復する様相のみならず、通信分子の生産自体が増殖速度の抑制を生じさせている様相を、定量的に評価することができた。その結果を活かし、それぞれの細胞を別個に培養し、その培養上清を交換することが、ゲーム理論における囚人のジレンマの利得表を生きた細胞によって実装することになるという、新規の細胞集団挙動のプログラミングをすることもできた。この系では、相手に協力することは、自らの増殖速度低下と引き換えに相手の抗生物質耐性獲得を意味する。
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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
各種条件での増殖速度についての精緻な測定を達成し、その結果を活かして細胞集団挙動のプログラミングをすることもできるようになっていることは、本研究の最終目的である、細胞間通信による物質生産に着実に近づいているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで作成した人工遺伝子回路を持つ細胞に物質生産遺伝子を追加して実装し、本研究の最終目的である、細胞間通信による物質生産を行う。
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| Causes of Carryover |
平成２６年度の研究を受けて、平成２７年度に、新規の細胞集団挙動のプログラミングをすることができた。この研究をより多くの変異体を構築して遂行することにより、２種細胞間に分担されたプログラミングをより詳細に行うことで、本研究の目的をより精緻に達成することができると期待される。このためには、さらに１年間の研究を要する。さらにこれら成果を学会にて発表するために、研究期間の延長を申請した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費 試薬代 １,９５２２,００１円。人件費 実験補助 ２か月 200,000円。旅費 国内学会発表 １回 100,000円。その他 英文校閲、ＤＮＡ配列決定 300,000
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Research Products
(3 results)
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[Presentation] Designing Life2016
Author(s)
Daisuke Kiga
Organizer
Gordon Research Conference Origins of Life
Place of Presentation
Hotel Galvez Galveston, TX, USA
Year and Date
2016-01-20 – 2016-01-20
Int'l Joint Research / Invited
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