| 研究課題/領域番号 |
20K12055
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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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, 主任研究員 (90708504)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | リポソーム / w/oドロップレット / 微生物 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、真核細胞の起源とされる「細胞内共生」の状況を、ホスト細胞（人工細胞）と見立てたマイクロスケールサイズの微小空間を人工的に作製し、その内部に微生物を共存させ、微小かつ貧栄養状態において、異種微生物が共存するという環境をデザインし、どのように生存するのかを調査することを目指している。ガラスキャピラリーを用いた細胞サイズの微小空間として（w/oドロップレットおよびリポソーム）作製に関する技術検証を行った。人工細胞として利用するリポソームについては、その機械特性を評価する方法を構築した。微生物サンプルについて、まず、モデル微生物系については、マイクロスケールサイズという微小かつ貧栄養状態という特殊な状態において長期的に生きる微生物を獲得するために微生物の変異体をホスト細胞に見立てたw/oドロップレット内で直接的に変異体が取得できる条件検討を行ない、通常の寒天プレート上での変異体取得とは異なる条件ではあるが、微生物の変異体取得の条件を最適化することができた。また、環境微生物サンプルでは、環境サンプル（今回は土壌サンプル）から多様なバリエーションを残した微生物サンプルを取得する方法が得られた。このサンプルをw/oドロップレット内に封入する菌数を様々に調整して封入し、ストレス下での培養により、生存している微生物を調査した。しかし、培養日数が短いところで、ある種の菌が優先的に培養されてしまっていることに加えて、ストレスも現状よりも過酷な状況にする必要性があるなどの課題が明らかになったので、今後更なる検討を行う。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度では、人工細胞内での微生物の共生を，短期（１ヶ月）から長期的（半年）に観察し，微小空間内で微生物が環境に適応するためにどのように表現系を変化させるのか網羅的な解析を行い，再現よく定量的データを得ることを計画していた。しかし、本研究代表者が、所属している研究所内における研修出向のために、定性的な研究は行うことができたが、短期的な培養しか出来ず、長期的培養が行えなかったこと、また網羅的かつ定量的なデータの取得と再現性などについても検討することができなかったので、計画に遅れが見られる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、まず、昨年度行うことができなかった、人工的に作製した微小空間内でのストレス下における環境微生物の長期間継続的な観察を行い，この環境で長期的に生存できる微生物の種類や、適応のために必要な遺伝的バックグラウンドをゲノム解析から検討する。再現よく定量的データを得ることで、ジェノタイプとフェノタイプの解析を行い，微生物が新しい環境に適応するために必要な条件を検証する。 また、人工細胞側となる微小空間内に微生物を共生させることにより，微生物に対して未知機能を人工的に付与し，制御できるような技術開発にも挑戦するを計画している.
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究で使用した試薬やモデル微生物サンプルは当方所属の研究室に保管しているものを使用し、また、環境微生物も所属研究所内にて採取しているため購入する必要性がなかった。また、本研究の代表者は、所属している研究所内における研修出向中（研究業務は兼務していました）であったことやコロナ等の社会情勢を鑑みて、予定していた出張などをオンラインに切り替えることで旅費等の様々な経費を使用する必要性が無くなったため。
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