プロジェクト概要

JST ERATO 野村集団微生物制御プロジェクト(ERATOサイトへ)

研究領域名

集団微生物制御

戦略目標

生体制御の機能解明に資する統合1細胞解析基盤技術の創出

概要

多様な微生物が集団を形成し、相互作用を及ぼすことで、集団としてのさまざまな機能を発揮することが明らかになりつつあります。このような微生物の集団は、環境中のさまざまな場面で私たちの生活と密接に関与しており、革新的な集団微生物の制御技術の創出が期待されています。 本プロジェクトでは、多様な微生物の集団における1細胞の振る舞いや微生物間相互作用の解明に取り組みます。また、微生物の集団とその周りの環境や他の生物との相互作用にも焦点を当てることで、微生物が集団を形成することでどのように環境に適応するかを明らかにし、未解明な点が多い微生物の集団の全貌解明を目指します。

プロジェクト概要図

研究グループ

微生物間相互作用グループ | メンバー

細菌は集団を形成することで、社会性を発揮します。細菌間相互作用が細菌の「個」と「集団」の関係にどのように関わるのか理解することを目指します。 その理解によって、これまでにない切り口からの微生物制御技術がもたらされることが期待されます。

微生物・動植物相互作用グループ | メンバー

微生物は自然界において、動植物と共生関係にあります。この共生関係には、病原微生物による寄生やヒトと腸内細菌の相利共生などが含まれます。本グループでは、共生関係における微生物と動植物の相互作用の全体像を理解することを目指します。その理解により、病原微生物の制御技術だけでなく、有用微生物の利用技術の開発へと繋げます。

不均一性グループ | メンバー

微生物は均一ではなく、突然変異株の出現、遺伝子発現のゆらぎ、代謝産物や細胞外分泌物の蓄積や遺伝子の水平伝播といったような様々な不均一性を含有しています。 一方でこのような不均一性が集団全体のメンテナンスに重要であることが明らかになりつつあります。 本グループでは微生物集団の不均一性を理解することによって新しい微生物制御の基盤構築を目指します。

デバイス開発・イメージンググループ | メンバー

機械工学や化学工学など異なる分野の技術をソフトマター物理に組み合わせることで1細胞レベルから集団レベルに及ぶ微生物の行動を分析するための 革新的なデバイスを開発します。開発には、高度なイメージング技術、マイクロファブリケーション技術を利用します。微生物の基礎的理解から制御を目指します。

ゲノム生化学グループ | メンバー

メタゲノム解析により、複合系微生物集団の構成員を解明します。セルソーターやレーザーマイクロダイセクションにより、微生物集団を時空間的に分離回収し、 ゲノム・トランスクリプトーム・メタボローム解析により、遺伝子変異・エピジェネティクス・遺伝子発現・タンパク質・代謝物質の網羅的情報を取得し、 微生物集団内での不均一性に関する質的・量的知見を得ます。

シミュレーショングループ | メンバー

自然環境中の微生物を取り巻く環境は時空間的にダイナミックに変動しています。また様々な種類の微生物は入り組んだ(そして時間とともに変わる)相互作用のネットワークを形成しています。こうしたダイナミックで多変数の環境は、人間の能力や判断力に依存したこれまでの研究手法では捉えきれないものです。本グループでは人工知能(機械学習)やロボティクスを用いて人間には不可能な規模や精度の実験を行い、微生物の生態に隠された原理(Principal)や構造を発見していきます。