| 研究課題/領域番号 |
21H01284
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
石田 忠 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80517607)
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| 研究分担者 |
金子 真也 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10399694)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 細胞融合 / マイクロギャップ / 細菌数制御 / 一括細胞淘汰 / 繰り返し / マイクロスリット / 指向性進化 / 濃度勾配 / 層間接続 / マイクロ流路 / 紫外線照射 / 淘汰 / マイクロ電極 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
全細菌の99%以上は培養ができない難培養細菌であるため、人類は細菌の持つ様々な特性を活用できずにいる。この特性を活用するため、難培養細菌の特性を易培養細菌に移植するデバイスを開発する。難培養細菌DNAを細菌サイズのリポソームに内包し、易培養細菌と低ダメージで細胞融合することで、難培養細菌DNAを持つ融合細菌を創り出す。この融合細菌に難培養細菌の特性を発現させるため、特性無しでは生存できない種類のストレスを複数強度で一括印加することで、特性を発現した融合細菌のみを生き残す。このストレスの一括印加を繰り返し、特性を高発現した融合細菌を選び出す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、低ダメージ細胞融合技術と融合細菌での特性発現・強化する技術を開発した。低ダメージ細胞融合技術としては、マイクロメートル間隔の対向電極を用いて、プロトプラスト化した細菌を低電圧パルス波で融合した。発現形質のランダム性を低減するため、プロトプラストサイズのくびれを作製し、単一プロトプラストをチャンバに導入できた。融合細菌の特性発現と強化する技術として、異なる淘汰圧を印加するための直列抵抗ヒータや抗生物質濃度勾配形成流路を実装したチャンバを開発した。液滴を均一分割し、分割した液滴を一つずつ輸送する技術を開発した。それらを統合して、特性発現と強化するための一連の操作を実現することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
低ダメージ細胞融合技術は細胞に大きな分子やゲノムを導入できる技術であり、細菌の遺伝子改変技術を飛躍させる可能性がある。その際、これまでの細胞融合は大量の細胞同士で行っており、得られる形質がランダムであったが、異種細胞の細胞数を制御することで、そのランダム性を大幅に低減できる。融合細胞の特性発現と強化の技術は、刺激に合わせて形質発現する可能性を高めるため、ランダムな形質発現なために諦められていた形質を融合細胞に付与できる可能性が出てくる。バイオテックにおいて遺伝子操作は不可欠であり、本研究の成果はそれに対して大きな影響を与える可能性が高い。
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