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» 2018年06月13日 15時00分 公開

医療機器ニュース:多種類の細胞代謝物を自動で分析できる高感度解析技術を開発

新エネルギー・産業技術総合開発機構、神戸大学、島津製作所は、多種類の細胞代謝物を一度に分析できる「高精度メタボローム解析システム」を共同開発した。細胞代謝物を抽出する前処理工程を自動化し、微生物株の開発期間を短縮する。

[MONOist]

 新エネルギー・産業技術総合開発機構は2018年5月25日、神戸大学、島津製作所と共同で、多種類の細胞代謝物を一度に分析できる「高精度メタボローム解析システム」を開発したと発表した。

 酵母や大腸菌など、菌株ごとの前処理条件に沿って細胞内の代謝物を抽出するには、分注や撹拌(かくはん)、遠心分離、相分画といった工程が必要となる。今回、代謝を瞬時に停止させる「クエンチング手法」を開発し、この工程が連続的に進行するよう自動化した。これにより、従来の手作業では熟練者でも12サンプル当たり2〜3時間必要だった前処理工程を1時間に短縮できた。

 一度に分析できる代謝物の数も、従来の99種類から150種類に増大。150種類を一斉分析するため、トリプル四重極型液体クロマトグラフ質量分析計を用いて分析条件を検討し、最適化した。また、正確性を損なう要因だったイオンペア剤を添加しない方法を開発したところ、感度が既存の分析法の10倍以上と大幅に向上した。さらに、解糖系、ペントースリン酸経路、有機酸、アミノ酸、核酸生合成経路だけでなく、シキミ酸経路、メバロン酸、MEP経路などの代謝物の測定も可能になった。

 これらの手法に加え、高速ピークピッキングシステムを開発したことで、作業時間が4分の1に短縮した。マルチオミックス解析パッケージを組み合わせることで、標的代謝物を代謝経路上にマッピングし、100以上の代謝物の経時変化を短時間に表示できるようにした。このように、スマートセル設計に有用な情報を抽出しやすくなったことで、高機能物質を生産する微生物株の開発期間が短縮する。

 今後は、細胞内で大量生産した高機能物質を産業分野に生かす「スマートセルインダストリー」の構築を目指す。

photo 前処理装置外観 出典:新エネルギー・産業技術総合開発機構
photo 前処理装置のロボットアーム機構 出典:新エネルギー・産業技術総合開発機構

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