Construction of genome-free Escherichia coli giant spheroplasts and their application in synthetic biology

无基因组大肠杆菌巨型原生质球的构建及其在合成生物学中的应用

• 批准号: 22K15080
• 负责人: 高森 翔
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kanagawa Institute of Industrial Sclence and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15080/
• 关键词: プラスミド構築; マイクロ流体デバイス; 選択的ペアリング; 電気融合; 大腸菌; スフェロプラスト; リポソーム; 融合; 合成生物学

近年、細胞システムの人工構築を狙った合成生物学が注目を集めており、多くの研究者が目的の機能性を備えた「細胞」の人工的な構築を試みている。そのアプローチには主に２種類あり、１つに既存の細胞を遺伝子組換え技術などを利用して目的の機能性を備えた細胞に改変していくトップダウンアプローチがあり、もう１つは脂質分子などの両親媒性分子や油中水滴などで区画化された人工細胞の内部に目的の機能性を構築していくボトムアップアプローチである。本研究では自然界に存在する細胞の１つである大腸菌をボトムアップ合成生物学におけるツールとして用いるための基盤技術構築を目指している。特に、大腸菌ジャイアントスフェロプラスト(ＧＳ)を合成生物学研究のツールとして用いるために、その遺伝子発現活性を改善することを目的としている。2022年度は大腸菌ＧＳの遺伝子発現活性を改善するためのプラスミド(Ｐ１)の構築とゲノムＤＮＡを分解して人工細胞に組込む機能性との干渉を軽減するためのプラスミド(Ｐ２)の構築、更に大腸菌ＧＳとリポソームを融合し、融合細胞内の遺伝子発現を誘導するためのマイクロ流体デバイスの構築に取り組んだ。Ｐ１/２の構築についてはＤＮＡの設計、分割したオリゴＤＮＡのギブソンアセンブリーを用いたプラスミド化を行った。このプラスミドの設計の際、構築したプラスミドが大腸菌へ与える効果を評価するためのゲノム編集株作製の必要性が生じたため、そのためのプラスミドについても設計・構築を行った。マイクロ流体デバイスについては選択的なペアリングと電気融合が可能な構造を設計・構築し、デバイス内でのジャイアントリポソームの選択的ペアリングと電気融合を達成した。

In recent years, synthetic biology has attracted a lot of attention from researchers who have tried to prepare artificial structures of cells for their functional purposes. The main body is composed of two kinds of cells, one is the existing cell, the other is the sub-assembly, the other is the utilization, the other is the functional preparation of the cell, the other is the lipid molecule, the mediator molecule, the oil droplet, the other is the functional construction of the artificial cell. This study is aimed at the construction of a substrate technology for Escherichia coli, which exists in nature. The purpose of synthetic biology research in Escherichia coli is to improve the activity of gene production. In 2022, the gene expression activity of E. coli GS was improved, and the construction of E. coli GS (P1) and E. coli GS (P2) was improved. The DNA was decomposed, the functional properties of artificial cells were improved, and the gene expression of E. coli GS was induced. The structure of P1/2 was designed and separated from DNA. The structure of P1/2 was designed and separated from DNA. The design and construction of this project are necessary for the compilation of plant production. Design, construction, selection, selection, selection.

项目成果

A Dynamic Microarray Device for Selective Pairing and Electrofusion of Liposomes

用于脂质体选择性配对和电融合的动态微阵列装置

• 发表时间: 2023
• 作者: Takeda Hironori;Busto Jon V.;Lindau Caroline;Tsutsumi Akihisa;Tomii Kentaro;Imai Kenichiro;Yamamori Yu;Hirokawa Takatsugu;Motono Chie;Ganesan Iniyan;Wenz Lena-Sophie;Becker Thomas;Kikkawa Masahide;Pfanner Nikolaus;Wiedemann Nils;Endo Toshiya;竹田弘法;竹田弘法;Sho Takamori
• 通讯作者: Sho Takamori