Development of a methodology for the energy-free long-term preservation of biological materials

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H02378
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Conservation of biological resources
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Sakurai Minoru 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 教授 (50162342)
• Research Collaborator: Kikawada Takahiro ; Shirakashi Ryo
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 乾燥休眠 / トレハロース / LEAタンパク質 / 水 / 分子シミュレーション / ゲノム編集

Outline of Final Research Achievements

We investigated the functional mechanisms of LEA (late embryogenesis abundant) proteins/peptides and trehalose as desiccation protectants using in vitro physicochemical experiments and molecular simulations. It was revealed that these protectants work through the so-called molecular shielding mechanism and also play a role of molecular chaperon.
For an in-depth understanding of the desiccation tolerance mechanism of P. vanderplanki, we successfully developed a method of CRIPPR/CAS9 mediated gene editing for its Pv11 cell.

Free Research Field

生物物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞、タンパク質、遺伝子などの生物資源は、通常、低温あるいは凍結条件下で保存されている。これには莫大なエネルギーコスト、停電リスクが伴う。近年、特に3.11震災以来、これらの生物資源を扱う研究者や医療・医薬関係者は、この非常事態への対策に迫られている。本研究の成果によれば、LEAペプチドやトレハロースを用いることにより、タンパク質（タンパク質製剤含む）やリポソームを利用したドラックデリバリーシステムの常温乾燥保存が可能となると期待される。
ネムリユスリカ細胞のゲノム編集が可能になったことにより、乾燥耐性メカニズムの基礎研究が今後より発展すると期待される。