微生物内包人工細胞による細胞内共生と進化の再構成

使用含有微生物的人工细胞重建内共生和进化

• 批准号: 20K12055
• 负责人: 森田 雅宗
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12055/
• 关键词: w/oドロップレット; 微生物; リポソーム; 人工細胞; 微生物-人工細胞ハイブリッド; W/O/Wエマルション; 微生物ー人工細胞ハイブリッド

本研究PJでは、真核細胞の起源とされる「細胞内共生」をモデルに、ホスト細胞と見立てたマイクロサイズの微小空間を人工的に作製し、微小空間内部に様々な微生物が共存するという環境をデザインし、真核細胞誕生時のような過酷な環境下を人工的に再現することで、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。今年度は、細胞の大きさに近い微小空間をコントロールする技術開発として、油中水滴（water-in-oil(w/o)ドロップレット）やリポソームを作製する技術に加えて、w/o/wドロップレットを安定的に作製できる条件を検討した。また、昨年度に続き、微小空間内部に様々な微生物が共存する環境のデザインは、w/oドロップレット内に土壌細菌サンプルを内包して実験を進めた。１つのw/oドロップレット内に複数の細菌が内包できるように調整し、細菌入りw/oドロップレットを作製し、高温下での培養を試みた。デジタルドロップレットPCR(ddPCR)に用いられる系のように高温下でもw/oドロップレットのサイズや形状は確保されると予測したが、w/oドロップレットの融合が見られ、安定性に課題があることが明らかになった。w/oドロップレットの融合は見られたが、水相部に目視で細菌を確認することができたので、次に再培養を試みたが、ほぼ同一種の細菌が培養されていた。細菌の多様性が、再培養の時点で失われている可能性があり、今後、再培養の方法についても別のアプローチが必要であることがわかった。現在、高温下でのw/oドロップレットの安定性について改善するか検討しており、今後は高温下の条件でも十分に培養が行えるのでないかと期待できる。

In this study, the origin of eukaryotes was investigated by "intracellular symbiosis", artificial control of micro-space, coexistence of microorganisms in micro-space, artificial reproduction of eukaryotes in cool environment. This year, the development of technology for the production of water-in-oil(w/o) droplets in small spaces near cells and the conditions for stable production of water-in-oil droplets are discussed. In the past year, the micro-space inside the micro-organisms co-existence of the environment, w/o inside the micro-space bacteria co-existence of the environment. 1. A plurality of bacteria in the w/o range are regulated in the inner range, and the bacteria are controlled in the w/o range and cultured at high temperature. In the case of ddPCR (ddPCR), it is necessary to ensure that the shape of the ddPCR system at high temperature is consistent with the prediction and fusion of ddPCR and ddPCR. w/o the fusion of bacteria in the aqueous phase, visual identification of bacteria, secondary culture, and culture of the same species The diversity of bacteria, the time of re-cultivation, the possibility of re-cultivation, the future, the method of re-cultivation, the necessity of re-cultivation Now, the stability of the w/o under high temperature is improved. In the future, the conditions under high temperature are very stable.

项目成果

ナノ/マイクロベシクルを利用したバイオ分析

使用纳米/微米囊泡进行生物分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Sakate Ryuichi;Kimura Tomonori;Daisuke Ohtsuka;森田雅宗
• 通讯作者: 森田雅宗

Membrane Shape Dynamics-Based Analysis of the Physical Properties of Giant Unilamellar Vesicles Prepared by Inverted Emulsion and Hydration Techniques

• DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c02698
• 发表时间: 2021-02-23
• 期刊: LANGMUIR
• 影响因子: 3.9
• 作者: Morita, Masamune;Noda, Naohiro
• 通讯作者: Noda, Naohiro

Microbial Culture and Detection Technology in a Confined Cell-sized Small Compartment

密闭细胞小室中的微生物培养与检测技术

• DOI: 10.2116/bunsekikagaku.70.335
• 发表时间: 2021
• 期刊: BUNSEKI KAGAKU
• 影响因子: 0.2
• 作者: 森田 雅宗;大田 悠里;野田 尚宏
• 通讯作者: 野田 尚宏