多細胞微生物の細胞機能のヘテロ性の解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15086
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 高谷 直樹 筑波大学, 生命環境系, 教授 (50282322)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 糸状菌 / 多細胞生物 / オミクス / 菌糸

研究実績の概要

本研究では、多細胞性の成育形態をとる糸状菌の菌糸の細胞ごとの機能分化（ヘテロ性）を明らかとすることを目指す。第一に、これらの多細胞系の中のヘテロ細胞を一細胞レベルで観察する手法を確立することを目指した。具体的には、多細胞微生物である糸状菌の菌糸の基底部、中央部、先端部での細胞ごとの代謝・機能の相違を解明するためにマイクロ流体デバイスを活用して、これらの部位をとりわける戦略を立てた。また、このときのモデル糸状菌としては、Aspergillus nidulansを用いた。まず、デバイスの流路、材質、培地のフィード条件を検討し、観察に適した生育条件の最適化を行った。その結果、マイクロデバイス内のA. nidulansの胞子を入れ固定すること、その胞子を発芽させ成育させることが可能となった。また、菌糸を蛍光観察するシステムの構築にも成功した。さらに、マイクロデバイス内の10 uMの空間にAspergillus nidulansの菌糸を生育させ光学顕微鏡で観察することが可能となった。さらに、菌糸を細胞ごとに分画し回収するために光ピンセット技術の利用を検討し、スライドガラス上でこれが可能であることが明らかとなった。分画については大量調整系の構築が今後の課題となることが判明した。一方で、これまで開発したいずれのマイクロデバイスを用いても、複数の菌糸を精度よく配向させて生育させる方法を構築するには至らなかったことから、さらなるデザインの改良が必要である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

周辺の技術は順調に確立できたものの、現在までに、マイクロデバイス内で菌糸を再現性よく配向させて生育させることはできていないため。

今後の研究の推進方策

マイクロデバイス内で菌糸を再現性よく配向させて生育させる技術の構築については、次年度以降も、マイクロデバイスのデザインの改良を鋭意検討する予定である。これが難しい場合は、配向していないスライドガラス上の菌糸を自動的に判別し多検体分画可能なイメージング手法を取り入れることもあわせて検討する計画である。

次年度使用額が生じた理由

マイクロデバイスを用いた菌糸の生育の最適化に難航したため、高価な試薬を必要とする各種オミクス解析をおこなうことができなかったため。

次年度使用額の使用計画

年度末に、あらたなマイクロデバイスのデザインを行い菌糸のデバイス内での観察が可能となったので、次年度に各種オミクス解析を行う計画である。