Development of platform for ultra high-throughput screening of novel bioactive compound producers

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H06158
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: takeyama haruko 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60262234)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安藤 正浩 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 次席研究員(研究院講師) (50620803) ; 細川 正人 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (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)
• Project Period (FY): 2017-05-31 – 2022-03-31
• Keywords: 顕微ラマン分光法 / ラマンメタボローム / データベース / 生理活性物質 / シングルセル解析 / 難培養微生物 / ドロップレット・マイクロフルイディクス

Outline of Final Research Achievements

High-throughput screening of biologically active substance-producing bacteria and their metabolic gene clusters is expected to lead to the acquisition and production of new lead compounds for drug discovery. In this project, we have developed a screening method for bioactive substance-producing strains using raman micro-spectroscopy at the single-cell level and a high-throughput single-cell genome analysis technique with droplet microfluidics. We have established a new platform for the efficient screening for microbes producing novel bioactive substances.

Free Research Field

生物機能・バイオプロセス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、顕微ラマン分光法を用いた微生物シングルセルを対象としたラマンメタボロームという新たな研究領域の展開につながった。また、シングルセルゲノム解析においては、スループットを向上させ、１細胞あたりのコストを研究当初の百分の一程度に引き下げることができた。両手法を統合したプラットフォームの構築により、研究課題の目標である有用物質産生菌のスクリーニング系が達成され、環境微生物の新たな利活用の道が拓かれた。特に、環境中の微生物の多くが難培養であることから、これらの有用資源化に成功したと言える。また、これらの技術の社会実装を目的として産学連携を活発化し、プロトタイプの社会導出にも成功した。