| 研究課題/領域番号 |
20H02774
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
|---|
研究代表者 |
冨田 峻介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50726817)
|
|---|
| 研究分担者 |
菅井 祥加 筑波大学, 数理物質系, 助教 (10905566)
湯本 勲 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究部門付 (30358303)
宮崎 歴 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究部門長 (70358125)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
|
|---|
| キーワード | バイオメトリクス / パターン認識 / ブロック共重合体 / マイクロバイオーム / 腸内細菌 / バイオセンシング / 機械学習 / 細菌叢 / 凝集誘起発光 / 高分子 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
細菌の集合は“細菌叢”と呼ばれ、古くから食品等の発酵に利用されている。最近では、ヒトの消化器に生息する細菌叢が疾患と深く関わっており、細菌叢組成の改善によってそれらを治療できる可能性が明らかになってきた。こうした産業的・医学的に重要な細菌叢を人間の制御下に置くには、細菌叢の状態を簡易に評価するための分析技術の開発が必須である。本研究では、これまでに研究代表者が開発してきた、ポリマーアレイと機械学習を融合した“パターン認識センシング”の技術を細菌叢評価に展開し、細菌叢の状態情報を出力可能な“細菌叢メトリクス”を創製することを目的とする。
|
| 研究成果の概要 |
腸内細菌叢の解析は、健康管理や疾病治療において極めて重要であると認識されつつある。本研究では、細菌叢の特徴を蛍光性のブロック共重合体群を用いて蛍光パターンに変換し、これをパターン認識技術によって解析することで、細菌叢の状態を簡易かつ迅速に同定できる分析技術“細菌叢メトリクス”の開発を推進した。凝集誘起発光ユニットを有する12種類の異なる構造のブロック共重合体群を新規に合成し、これを用いて分析をしたところ、腸内由来細菌株やの大腸菌株の識別、さらには、腸内細菌叢の分析によりマウスの睡眠障害を検出することに成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により確立された蛍光性ブロック共重合体群とパターン認識技術を組み合わせた細菌叢メトリクス技術は、標準的な腸内細菌叢分析法であるメタゲノム解析とは異なる観点から腸内細菌叢の状態を評価することを可能にするうえ、メタゲノム解析よりも迅速、簡便、かつ安価に実施できるという長所をもつ。ポリマーや解析法を腸内細菌叢分析により適した形に改良し、睡眠障害以外のマウスの健康異常やヒトの糞便試料への適用を推進することで、将来的に個人の健康状態のモニタリングや腸内細菌叢の改善を目的とした食品開発のためのスクリーニング技術など、幅広い分野に広く波及すると期待される。
|
