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2019 年度 実績報告書

人工細胞型微小インキュベーターの開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K18157
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

森田 雅宗  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (90708504)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードリポソーム / 人工細胞 / 微生物培養 / 人工細胞型インキュベータ / 生細胞-人工細胞ハイブリッド
研究実績の概要

本年度は,前年度までに構築したリポソーム内への1細胞レベルでの微生物封入と内部での微生物培養に関する手法を,さらに推進するために3つの研究を行なった。
1つ目に、本研究で用いている手法で作製したリポソームの安定性を評価するための物性解析研究を行なった。微生物の培養を長時間行うにはリポソームの安定性が重要であるが,本研究での手法で作製されるリポソームは,1ヶ月程度持つものもあれば数時間程度で壊れてしまうものも存在していた。この原因を探るために,リポソーム自体の物理的特徴を調べる実験を施した。本実験では2種類の作製法を用いて評価した。その結果,本手法で作製しているリポソームは,従来の方法で作成されるリポソームに比べて膜の有する表面張力が強いものと弱いものが混在することがわかり,これが1ヶ月程度持つものもあれば数時間程度で壊れてしまうリポソームが存在する原因であることを明らかにし,論文投稿の準備を進めている。
2つ目に,リポソームに機能を付加し人工細胞のように振る舞い,微生物とコミュニケーションを行うハイブリッドシステムの構築に取り組んだ。具体的には,微生物で行われている化学コミュニケーション(クオラムセンシング )を行うことができる人工細胞の構築を行い,その内部で微生物を培養するシステムの構築を現在も進めている。
最後に,リポソームの大量アレイ化を目指して,10^6オーダーでリポソームを作成するための手法開発の研究を行なった。まだ、目標値には達していないが,作成されたリポソームの物性評価も同時に進めている。
この他に,リポソームだけでなく,油中水滴内での環境微生物の増殖と検出も行い,単一のドロップレット分取にも成功し,この成果についても論文投稿の準備を進めている。また,マイクロゲルビーズ内に複数種類の微生物を封入し,複合環境による共生・競合実験研究を進めている。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Utilizing soft compartments/interfaces for the creation of artificial biosystems2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sato, Masamune Morita, Yuki Suzuki
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 12 ページ: 1-3

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s12551-020-00647-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bacterial cell growth dynamics inside giant lipid vesicles for bottom-up synthetic biology2019

    • 著者名/発表者名
      Masamune Morita, Kaoru Katoh, Naohiro Noda
    • 雑誌名

      Eur. Biophys. J. Biophy.

      巻: 48 ページ: 208

    • 査読あり
  • [学会発表] Bacterial cell growth dynamics inside giant lipid vesicles for bottom-up synthetic biology2019

    • 著者名/発表者名
      Masamune Morita, Kaoru Katoh, Naohiro Noda
    • 学会等名
      12th EBSA and 10th ICBP-IUPAP Biophysics congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of artificial/living cell hybrid biosystems2019

    • 著者名/発表者名
      Masamune Morita, Kaoru Katoh, Naohiro Noda
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会
    • 招待講演
  • [学会発表] リポソームを用いたシングルセルレベル培養技術の構築2019

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗,加藤薫,野田尚宏
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
  • [学会発表] Water-in-oilドロップレット内での環境微生物の培養とシングルドロップレットアイソレーション技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      斉藤加奈子,大田悠里, 松倉智子,髙木妙子,森田雅宗,常田聡,野田尚宏
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
  • [学会発表] RNase活性を指標とした微生物増殖water-in-oilドロップレットの検出法 “FNAP-sort” の確立2019

    • 著者名/発表者名
      大田悠里, 斉藤加奈子,松倉智子,髙木妙子,森田雅宗,常田聡,野田尚宏
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
  • [学会発表] Water-in-oil ドロップレットを用いた腸内細菌培養手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      村山周平,斉藤加奈子,大田悠里, 松倉智子,森田雅宗,関口勇地,常田聡,野田尚宏
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
  • [学会発表] W/Oドロップレットを用いた環境微生物培養の基盤技術 “FNAP-sort” の開発2019

    • 著者名/発表者名
      大田悠里, 斉藤加奈子,松倉智子,髙木妙子,森田雅宗,常田聡,野田尚宏
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2019年度大会

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公開日: 2021-01-27  

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