西川 洋平/Yohei Nishikawa
バイオものづくり研究センター
Biomanufacturing Process Research Center
微生物システム創発研究チーム 研究員
- 1細胞/1粒子レベルでの微生物/ウイルスゲノム解析技術の開発と応用
- 多様な環境からの新規ウイルスゲノムの網羅的取得
- ウイルス-環境細菌の相互作用解析
環境中に存在する多様な微生物やウイルス(ファージ)のゲノム情報を1細胞/1粒子レベルで解析する技術を開発し、機能や生態を理解することを目指します。また、それぞれのゲノム情報を相互参照することによって、ウイルスの宿主域の同定や、ウイルスが宿主細菌に与える影響の評価などを行います。
1細胞/1粒子レベルでの比較ゲノム解析
・多様な環境に生息する微生物・DNAウイルス(ファージ)を対象として1細胞・1粒子レベルで高精度なゲノム情報を取得する技術を開発。 ・微小液滴を反応場として用いることにより、ハイスループットかつ高精度なゲノム情報の取得を実現。 ・様々な細胞種、あるいは環境(実験室培養株を含む)に適応可能なプロトコルを開発済みであり、目的・用途に応じて最適な処理方法を提案可能。 ・特定の細胞種を選択的に選抜して解析することも可能。 ・本技術により、同種細胞内のゲノム多様性を明らかにすることが可能。
- Y. Nishikawa et al., ISME Journal, 2024, [doi/10.1093/ismejo/wrae124]
- Y. Nishikawa et al., ISME Communications, 2022, [doi/10.1038/s43705-022-00179-4]
- K. Ide et al., Microbiome, 2022, [doi/10.1186/s40168-022-01395-9]
微小液滴の作成・操作技術の開発
ドロップレットマイクロフルイディクスは、直径数十$301C数百マイクロメートル(ピコリットル$301Cナノリットル容量)の微小液滴を高速に作成する技術であり、幅広い分野の1細胞解析において応用が進められている。 ドロップレットの一般的な形態は油中水滴(Water in Oil)であり、個々の液滴は独立した反応場として機能することができる。その反面、新たな溶液の添加や溶液の混合、遠心・上清除去による培地交換など、マイクロチューブとピペットマンを用いた実験系で一般的に実施される作業を液滴内で再現することは困難であった。 本研究では、流路デザインの検討、および液滴構成成分の検討を行うことにより、溶液の添加や混合などの反応を液滴内で実施することを可能にした。 これにより、従来に比べて複雑な反応を液滴内で再現することが可能となった。