| 研究課題/領域番号 |
20H00317
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
合田 圭介 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70518696)
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| 研究分担者 |
上村 想太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00447442)
大矢 禎一 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (20183767)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2022年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2021年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2020年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
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| キーワード | 指向性進化法 / 細胞分取 / 酵母 / 発酵 / 遺伝学 / イメージング / 微生物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、2018年に研究代表者らが多分野の最先端技術を結集させて開発した独自技術であるインテリジェント画像活性細胞選抜法を基盤に、従来手法よりも1000倍以上高速で深層学習を用いたリアルタイム多変量分析による指向性進化法「インテリジェント指向性進化法」を開発し、それを用いた特定の形態を持つスーパー酵母の創出を目的とする。すなわち、酵母に対して形態的特徴に着目した品種改良を行うという画期的なアイディアで、これまで得られなかったような高効率な発酵特性を持つ酵母などの創出により醸造・発酵業界に貢献することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、2018年に研究代表者らが開発した独自技術であるインテリジェント画像活性細胞選抜法(iIACS)を基盤に、従来手法よりも高速な「インテリジェント指向性進化法」を開発し、特定の形態を持つスーパー酵母の創出を目的とした研究である。細胞選抜法の性能改良、酵母細胞分取とシーケンシング、および分取細胞によるビール醸造という応用まで行ってきた。これらにより、iIACSを用いた酵母における指向性進化法のための基盤技術を構築し、形態情報に基づく酵母の選抜と選定結果の解析、社会実装を見据えた応用までの一連の技術検証を行い、インテリジェント指向性進化法の有用性とその応用展開性を実証することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、酵母細胞の形態解析速度を加速させ、醸造・発酵に有効な優れた酵母を創出することを可能とする、新しい多変量分析による指向性進化法を開発した。本研究で確立した手法を用いることで、指向性進化のみならず、酵母を用いた生理学的な研究への展開が期待される。iIACSの技術革新による細胞選抜速度と精度の改善とともに、分取した酵母細胞によるビール醸造テストも行った。これにより、本技術を用いての醸造・発酵業界への貢献の見通しを示した。酵母の持つ幅広い物質生産性能力を鑑みると、本研究の成果は、オイル生産や創薬へも繋がり、SDGsや人類の健康に資するスーパー酵母の作出を可能にするものであると期待できる。
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