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2013 年度 実績報告書

オイル高生産微細藻類スクリーニングに向けた高速イメージサイトメトリーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23360363
研究機関東京農工大学

研究代表者

田中 剛  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20345333)

研究期間 (年度) 2011-11-18 – 2014-03-31
キーワード微細藻類 / 微細孔アレイ / スクリーニング技術 / レンズレスイメージング / CMOSセンサー
研究概要

平成25年は、軟寒天培地上に単一細胞毎にパターニングした珪藻細胞の中性脂質含有量の評価を行った。まず、細胞解析用プレートによって、研究対象となる微細藻類Fistulifera属の細胞10万個を軟寒天培地上に集積化した。細胞内油滴をBODIPY 505/515、細胞外壁をRhodamine Bで蛍光染色すること、更に葉緑体は自家蛍光を利用することで、共焦点レーザ走査型顕微鏡によって各細胞内小器官の3次元的な形状を観察することが可能であった。取得した3次元蛍光画像から単一細胞毎に細胞内油滴と細胞体積の計測を行い、単一細胞内に占める中性脂質の割合を評価した。本手法で測定した中性脂質含有量と、乾燥藻体から抽出した脂質を重量測定した結果を比較した結果、両者は非常に高い相関性を持つことが示され、少量のサンプルから中性脂質含有量を測定できる技術の開発に成功した。本技術により、コロニーの段階からオイル生産性の高い微細藻類のスクリーニングが可能となると考えられた。次いで細胞解析用プレートとCMOSイメージングセンサを統合した、光シグナル情報に基づくコロニー検出方法の開発に着手した。CMOSセンサーによるレンズレスイメージングを用いることで、培養皿全体を一括撮像することが可能となった。更にモニタリング画像から動的変化を示すコロニー由来シグナルを識別することで、モデル細胞である大腸菌のコロニー形成を微小段階から自動的に追跡するシステムを構築した。本システムは一般的なコロニーサイズを検出できることから、微細藻類にも適用可能であると考えられた。以上より、細胞パターニング技術とコロニー検出法の統合により細胞の成長曲線と中性脂質含有量の評価のハイスループット化が可能であり、微細藻類のスクリーニング技術を確立することが出来た。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Monitoring of Cellular Behaviors by Microcavity Array-Based Single-Cell Patterning2014

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Osada, Masahito Hosokawa, Tomoko Yoshino, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: 139 ページ: 425-430

    • DOI

      10.1039/C3AN01698F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Digital cell counting device integrated with a single-cell array2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Saeki, Masahito Hosokawa, Tae-kyu Lim, Manabu Harada, Tadashi Matsunaga, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 9 ページ: e89011

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0089011

    • 査読あり
  • [学会発表] Microcavity arrayを用いたshadow imagingに基づく細胞カウンターの開発2013

    • 著者名/発表者名
      佐伯達也
    • 学会等名
      2013年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      20130927-20130928
  • [学会発表] 顕微ラマン分光法による海洋珪藻Fistulifera sp. JPCC DA0580株の脂質解析2013

    • 著者名/発表者名
      向井将一朗
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県)
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] In vivo lipid analysis of marine diatom Fistulifera sp. strain JPCC DA0580 using Raman Microspectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Mukai
    • 学会等名
      The First Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy (2013)
    • 発表場所
      National Chiao Tung University (Taiwan)
    • 年月日
      20130704-20130705
  • [学会発表] 単一細胞パターニングによる海洋珪藻Fistulifera sp. JPCC DA0580株のオイル蓄積過程のタイムラプス解析2013

    • 著者名/発表者名
      長田響子
    • 学会等名
      第15回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県)
    • 年月日
      20130601-20130602
  • [学会発表] 顕微ラマン分光法による海洋珪藻Fistulifera sp. JPCC DA0580株の脂質イメージング解析2013

    • 著者名/発表者名
      吉野知子
    • 学会等名
      第15回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県)
    • 年月日
      20130601-20130602
  • [産業財産権] 細胞解析方法及び装置2014

    • 発明者名
      田中剛、松永是、佐伯達也、原田学、林泰圭
    • 権利者名
      国立大学法人東京農工大学、株式会社マルコム
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-30547
    • 出願年月日
      2014-02-20
  • [産業財産権] 細胞解析方法及び装置2014

    • 発明者名
      田中剛、松永是、佐伯達也、原田学、林泰圭
    • 権利者名
      国立大学法人東京農工大学、株式会社マルコム
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-30550
    • 出願年月日
      2014-02-20

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公開日: 2015-05-28  

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