| 研究課題/領域番号 |
17H06158
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
竹山 春子 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60262234)
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| 研究分担者 |
安藤 正浩 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, その他(招聘研究員) (50620803)
細川 正人 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (60722981)
油谷 幸代 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 副ラボ長 (10361627)
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| 研究期間 (年度) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| キーワード | シングルセル解析 / 難培養微生物 / 生理活性物質 / シングルセルゲノミックス / ラマン分光 / ラマノミックス / ドロップレットマイクロフローシステム / データベース |
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| 研究実績の概要 |
環境中の未知微生物から生理活性物質生産株をハイスループットにスクリーニングする技術の確立を目的としている。このために、微生物二次代謝 産物のラマンスペクトラムデータベースを構築し、ドロップレットを基礎としたシングルセルラマンスペクトラム取得と微生物単離・遺伝子情報取得の機構の統合を目指している。
１）微生物二次代謝産物のラマンスペクトラムデータベース（DB）の構築：本年度までに、184種類の化合物の計測、装置校正用データも同時に取得し、ウェブ基盤のプロトタイプDBを構築し、スペクトル同定を行えるインターフェイスの初期版を構築した。次に、実際に放線菌のラマン分光マッピング計測を行い、多変量スペクトル分解等を行い菌体内で各種二次代謝産物の可視化に成功した。さらに、DBを用いることで、構造の近い誘導体についても各々同定ができる可能性を見出した。
２）シングルセル解析のためのドロップレットマイクロフローシステム構築：ラマン分光法を用いたハイスループットスクリーニングで取得される微生物の性状解析手法の1つとして、ゲルマイクロドロップレットを用いたシングルセルゲノム解析手法を開発した。
多様な生理活性物質の合成能を有するカイメン等の無脊椎動物の共在細菌や海水等の環境細菌や腸内細菌などを対象として多数のシングルセルゲノムデータが獲得され、複数の細菌種の高精度ドラフトゲノムの構築が可能なプラットフォームの構築が達成された。
３）シングルセルゲノミックスによる新規生理活性物質遺伝子群の解析 :カイメン共在細菌を用いて、ラマン分光解析で同定された細胞内物質とシングルセルゲノム解析から得られた情報を照合したところ、獲得されたゲノム中にはラマンスペクトルから予想される生理活性物質の合成遺伝子の存在が確認できた。現在は、これらを統合するプラットフォームの構築中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ラマンシグナルDB構築のためのラマン機器の設定や標準化のためのプロトコル策定が順調に進み、DBの蓄積が進んでいる。また、参照方法等のインターフェイスに関しても進んでいる。シングルセルゲノミックスのプラットフォームも順調に進んでおり、環境サンプルから高精度のシングルセルゲノム配列を多数決めることができている。ラマン解析―シングルセルゲノム解析の統合に関しても検証がゲノム情報から達成できている。
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| 今後の研究の推進方策 |
ラマンシグナルDBの構築を継続的に進め、生体物質同定のインターフェースの向上を行い、より正確な同定が可能なシステムの基礎を構築する。一方、シングルセルゲノミックスとの統合システムを目的にマイクロデバイスのデザインを進める。また、培養チャンバーの作製と統合もデザインする。
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