嗅覚受容体を発現する酵母を用いた乾燥耐性匂いセンサの開発

使用表达嗅觉受体的酵母开发耐干燥气味传感器

• 批准号: 22KJ0996
• 负责人: 西本 和生
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0996/
• 关键词: バイオハイブリッドセンサ; マイクロ流体デバイス; コンカナバリンA; コラーゲンゲル; フェロモン; ハイドロゲルカプセル

センサ細胞として用いるために、特定の場所に浮遊細胞である酵母を固定する必要があった。そこで、本年度は①酵母のマイクロ流路への固定法、および、②構築株のコラーゲンゲルアレイへの固定法を検討した。①：3Dプリンタを用いて、PDMS(Polydimethylsiloxane)のモールドを作製した。作製したPDMSを数センチスケールのガラスプレートに接着させ、流路内をコンカナバリンAをコーティング後、酵母を流路内に固定した。固定後、センシング化合物モデルである、酵母フェロモンを溶解した培地を灌流した。灌流後、酵母がフェロモンに反応して形態が変化することを顕微鏡を用いて確認した。その結果、流路内で約7割の酵母のフェロモン応答を確認できた。以上から、酵母のマイクロ流路内への固定と、化合物センシングに成功した。これは、酵母のガラスプレートへの実装にマイクロ流路および、コンカナバリンAが適していることを示している。②：複数種類の酵母細胞をアレイ化した状態で固定するために、ハイドロゲル中への細胞の固定する手法を構築した。PDMS中に3Dプリンタで作製したピラーを埋め込んだデバイスを作製した。ピラーを引いて、コラーゲンゲルを吸引することによって、アレイ化した複数のハイドロゲルを直径約6 mmのスペースに配置することに成功した。さらに、フェロモンに反応してGFPを発現する酵母を固定した後、フェロモンを処理ののち、GFPの発現を確認した。以上から、ハイドロゲルを用いることで、酵母を数ミリスケールの空間に、複数種配置することができる可能性があることを示している。本年度は、研究実施計画の「②酵母のガラスプレートへの実装、最適化」にあたる。本年度の研究成果により、ガラスプレートへの適用には、マイクロ流路、コンカナバリンAが適しており、複数種類の酵母の配置にはハイドロゲルが有用であることがわかった。

セ ン サ cells と し て in い る た め に, specific の に phytoplankton cells で あ る を fixed yeast す る necessary が あ っ た. そ こ で, this year's は (1) yeast の マ イ ク ロ flow へ の fixed method, お よ び, (2) build の コ ラ ー ゲ ン ゲ ル ア レ イ へ の fixed method を beg し 検 た. (1) : 3 d プ リ ン タ を with い て, PDMS (Polydimethylsiloxane) の モ ー ル ド を cropping し た. Cropping し た PDMS を number セ ン チ ス ケ ー ル の ガ ラ ス プ レ ー ト に then さ せ, flows in を コ ン カ ナ バ リ ン A を コ ー テ ィ ン グ に within, yeast を flow after fixed し た. After fixation, セ ン シ ン グ compound モ デ ル で あ る, yeast フ ェ ロ モ ン を dissolved し た petty を perfusion し た. After perfusion, yeast が フ ェ ロ モ ン に anti 応 し が て form - the す る こ と を 顕 micromirror を with い て confirm し た. Youdaoplaceholder0 そ result, で approximately 7 pieces of <s:1> yeast <e:1> in the flow path フェロモ 応 応 answer を confirmation で た た た. The above ら ら, yeast <s:1> ロ ロ ロ ロ ロ と fixation と in the flow path, and compound セ シ シ シ グに グに グに グに successfully た た. こ れ は, yeast の ガ ラ ス プ レ ー ト へ の be loaded に マ イ ク ロ flow お よ び, コ ン カ ナ バ リ ン A が optimum し て い る こ と を shown し て い る. (2) : the plural kinds の yeast cells を ア レ イ change し た state fixed で す る た め に, ハ イ ド ロ ゲ ル in へ の cells の fixed す る gimmick を build し た. In PDMS, に3Dプリ タで タで is used to produce <s:1> たピラ を を を and め込んだデバ め込んだデバ スを スを is used to produce た. ピ ラ ー を lead い て, コ ラ ー ゲ ン ゲ ル を attract す る こ と に よ っ て, ア レ イ change し た plural の ハ イ ド ロ ゲ ル を 6 mm in diam の ス ペ ー ス に configuration す る こ と に successful し た. さ ら に, フ ェ ロ モ ン に anti 応 し て GFP を 発 now す る を fixed yeast し た, フ ェ ロ モ ン を 処 Richard の の ち, GFP の 発 を now confirmed し た. Above か ら, ハ イ ド ロ ゲ ル を with い る こ と で, yeast を ミ リ ス ケ ー ル の に, plural kinds of configuration space す る こ と が で き る possibility が あ る こ と を shown し て い る. This year 's ガラスプレ, research implementation plan <s:1> "② yeast ガラスプレ トへ トへ <s:1> implementation and optimization" にあたる. This year の research に よ り, ガ ラ ス プ レ ー ト へ の applicable に は, マ イ ク ロ flows, コ ン カ ナ バ リ ン A が optimum し て お り, plural kinds の yeast の configuration に は ハ イ ド ロ ゲ ル が useful で あ る こ と が わ か っ た.

项目成果

Biohybrid device with yeast as a sensor element expressing drying resistance

以酵母为传感器元件的生物混合装置，表现出抗干燥性

• 发表时间: 2022
• 作者: Kazuki Nishimoto;Haruka Oda;Yuya Morimoto;Shoji Takeuchi
• 通讯作者: Shoji Takeuchi