IGEM:Chiba/2009/Brainstorming

Brainstorming synthetic biology で世界を救う いままでにやられてるものリストアップ。 エネルギー ブタノール生産菌 Albertaだっけ?08 Amyris Biotechnology メディカル 癌細胞をやっつける Anderson JC et.al. (2006) Environmentally Controlled Invasion of Cancer Cells by Engineered Bacteria bactoblood（赤血球大腸菌） UC berkeley 07 プロビオ大腸菌 caltech 08 アーテミシニン（抗マラリア薬） Amyris Biotechnology 環境 食糧 golden rice コメに遺伝子を２個（phytoene synthaseとphytoene desaturase）いれてβカロテンをつくるgolden riceをつくったのだった。 βカロテンはビタミンAの前駆体となる物質。人間はβカロテンは合成できないけどβカロテンからビタミンAを作る酵素は持ってる。βカロテンを摂取することでビタミンA欠乏症を回避できる ※βカロテンを合成するには酵素がもうひとつ(lycopene cyclase）が必要だけど実はコメはこの遺伝子持ってる：コメのvegetative tissuesでは以上の全ての遺伝子を発現しててβカロテンまで合成してるのだけどgrainではlycopene cyclaseしか発現してないらしい。のでここで上記の２個の遺伝子を導入するとgrain中のlycopene cyclaseの基質ができてβカロテンをつくるらしい あそび bugbrick ラジコン菌（遠隔操作で走性を制御） 磁性細菌だとそもそも出来るな（でも走性じゃないか） 化学科っぽくできるといい（でも指導できなそう） ミニセル Chiba2009はなにをやる？ 去年の続きとか 「大腸菌タイマー」 遺伝子発現のシーケンス／順序制御。 "入力"の後，規定の順番（＆時間？）でonになるスイッチ群。 例：１回インダクションを書けると，もう外部刺激がなくともぜったい赤＞青＞緑　の順で蛍光タンパク質が発現。とか...? しくみ シグナル生産菌：入力を受けてAHLを合成（AHLは培地中を拡散／蓄積） earlyスイッチ：薄めのAHL濃度で蛍光タンパク質１発現 midスイッチ：中のAHL濃度で蛍光タンパク質２発現 lateスイッチ：濃いAHL濃度で蛍光タンパク質３発現 こいつらを混ぜてインダクションかけて蛍光を見る。 考えるべきこと スイッチの濃度感受性の違いをどのように造り出すか スイッチ：luxプロモータ。 方法１）luxR変異体を使用。感度の高いもの／低いものなど 方法２）luxR-type proteinsのクロストークを利用 方法３）違う種類のAHLを合成さしてクロストークを利用 方法１のluxR変異体が一番ゴールに近そう 培地中にAHLは蓄積するのか／分解しないのか AHLは大腸菌の外膜／内膜をどれくらいの速度？平衡？で通過するのか 細胞の増殖はどのように影響するか まあどちにしろAHLが系に"徐々に"蓄積してゆくことを確認すれば，2と4は別にそな重大じゃないですね。3はちょと気になる 調べること luxR mutants候補 Collins CHの論文が２報くらいあった気がする TraRの構造の論文が参考になるかも うちにあるluxR mutants（ソース） I45F: wtの10倍sensitve（何がだろ？） L42A: wtの1/15 L42S: wtの1/1000 AHLが"徐々に"蓄積してゆくことを調べる もしシグナル菌がAHLを徐々にではなく一気に飽和するくらい合成しまくってたら，それはただluxR側の発現速度を見るだけになってるので。調べる必要アリ。 シグナル生産菌を培養，一定時間ごとに集菌して上澄み液を回収。この培養上澄み液（<蓄積したAHL入り）でluxプロモータ下においた蛍光タンパクをインダクションしてみてその蛍光をみる。これである程度線形に増えてたらok！とか？ いやluxプロモータは割とシグモイドカーブぽい挙動を示すのでそれは無理でした。 AHLを精製して分析するとかしかないのかなあ。 去年の発展で積分はどう？ シグナル生産菌：入力を受けてAHLを合成（AHLは培地中を拡散／蓄積） レシーバー菌：AHL合成量がある閾値に達すると、なにかしらのアクションをする。 シグナル生産菌への入力スイッチ（on/off）の切れがよく、そして入力の強度によってAHLの生産量を増やすことができれば、系中のAHL濃度は入力の積分値となる。 応用例 揮発性の入力で知りたいものって何だ？ ＵＶ 日中どこまで自分がＵＶを浴びたかがわかる。ＵＶを浴びた席分量に応じて、このシステムが警笛を鳴らす。＝皮膚病などの早期対策につながる？ 去年やったけどなぜかうまくいかなかった。なぜ？ 光・湿度・温度変化など 賞味期限の横に必ずといっていいほどあるなぞの表示。"直射日光を避け、できるだけ涼しいところで保管してください"。これって光や湿度・温度変化が食品の劣化に影響するってこと？ この光や湿度、温度変化によってどの程度食品が傷むのかがわかれば,統合的なリアル賞味期限を提示することができるのではないか？ どの食品でやろうか？ あとは洋服ダンスとかに入れる防虫剤の色が変わる仕組みとかも調べておく必要あるかも。 とりあえず汚染系 すごく人類にとって有益なイントロがかけそう。 必要な部品 揮発性の入力に応答するスイッチ 切れのいいスイッチ 去年のシステム。 まだ改良の余地ありすぎ？ Rのミュータントやってませんね。 RBS,Vectorの強度？ふった実験もやってない。 結局できなかったcinIってどうなの？ traＩについて話がでてたけど、どんなものなんだろう？ すごく早い出力。ＧＦＰなのかなあ；； synbioなツールをつくる スイッチ タイマー オシレータ newベクタ pickup quorum sensing light receptor chemotaxis 鞭毛 磁性細菌