空気中の窒素からアミノ酸を合成する大腸菌をつくる！
academist スタッフからの一言
遺伝子工学の技術で新機能をもつ大腸菌の作成に挑戦
大塚美穂
合成生物学の世界大会「iGEM」
2018年10月下旬に、iGEM（The International Genetically Engineered Machine competition）という世界大会があります。iGEMは、遺伝子組み換え技術などを用いて新たな機能をもつ生命システムをつくり、その有用性やアイデアの独自性を競う合成生物学の大会のことです。毎年多くの大学が世界中から集まり参加しています。
私たち東京理科大学チーム"坊ちゃんLab."はボストンで開催される今年のiGEMでの受賞に向けて研究活動を進めています。テーマは、「空気中の窒素からアミノ酸を合成する機能をもつ大腸菌の作成」です。大腸菌はヒトにも存在する腸内細菌のひとつですが、遺伝子組み換え技術を用いた遺伝子導入がしやすいという特徴があります。
去年も同様の研究テーマでiGEMに出場しており、結果として銅賞を獲得することができました。今年は去年の研究により磨きをかけ、さらに上の賞を受賞するために日々活動しています。
ヒトに有用な機能をもつ大腸菌をつくりたい
生物がカラダを作ったり回復したりするために使う栄養素であるタンパク質は、アミノ酸から構成されています。したがって、ヒトを含めた生物にとって、アミノ酸の摂取は非常に重要です。そこで、身近に存在する空気中の窒素からアミノ酸を合成する生命システムをつくることができれば、それはヒトにとって有用なのではないかと考えました。空気中には約78%の割合で窒素分子が存在します。この豊富な窒素分子を使ってアミノ酸を合成することを目指しています。
大腸菌に遺伝子組み換え技術を施し、空気中の窒素からアミノ酸をつくる機能をもたせるにはどうしたらいいでしょうか。私たちはすでに自然界に存在している2つの酵素に着目しました。
ニトロゲナーゼと脱水素酵素の合成に関与する遺伝子を導入する
ひとつ目は「ニトロゲナーゼ」という酵素で、窒素からアンモニアを合成するはたらきをもちます。自然界にはニトロゲナーゼにより空気中の窒素をアンモニアに変換する窒素固定能をもつ微生物が存在し、窒素固定細菌と呼ばれています。窒素固定細菌は土壌中で植物に窒素源としてのアンモニアを供給するなどしています。
もうひとつは「デヒドロゲナーゼ（脱水素酵素）」です。我々ヒトを含めた多くの生物はグルタミン酸脱水素酵素といった脱水素酵素をもちます。この酵素には、アンモニアからアミノ酸を合成するはたらきがあります。
私たちの研究では、このニトロゲナーゼと脱水素酵素の合成に関与している遺伝子を、遺伝子組み換え技術によって大腸菌に導入することで、空気中の窒素からアミノ酸を生産する大腸菌をつくりたいと考えています。
研究費サポートのお願い
世界大会での金賞獲得のために私たち坊ちゃんLab.は研究活動を進めてきました。iGEMの世界大会はボストンで開催され、坊ちゃんLab.のメンバーは15名ほど渡航する予定です。iGEMではチームの登録費（50万円）のほかに、個人登録費（8万円×15名）がかかります。今回のクラウドファンディングでご支援いただいたお金は、個人登録費の一部に使いたいと考えています。
また、今年度の研究結果を踏まえて、次年度のiGEM出場のために新たなプロジェクトの計画を練っていく予定です。大会後もチームで研究活動を進め、我々の研究をより発展させていきたいと思います。ご支援のほど、どうぞよろしくお願いいたします。
挑戦者の自己紹介
三上力輝
研究計画
| 時期 | 計画 |
|---|---|
| 2018年9月 | クラウドファンディング挑戦 |
| 2018年10月末 | iGEM世界大会 |
リターンの説明
今年の研究テーマ(空気中の窒素からアミノ酸を合成する大腸菌の作成）に関して、今まで明らかになったこと、そして大会当日の報告等をレポートにまとめてお送りします。応援よろしくお願いします！
大会報告レポート（PDF版）
8人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
坊ちゃんLab.×iGEM2018出場のオリジナルTシャツをお送りします。こちらは今回のプロジェクト限定のものになっています。 ※画像はデザインのイメージです。今後変更する可能性がございます。
オリジナルTシャツ / 大会報告レポート（PDF版）
4人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
サイエンスカフェにご招待いたします。我々坊ちゃんLab.が大会で実際に行った発表を中心に行いたいと考えています。日時は現時点では2019年の4月14日を予定しております。場所は東京理科大学 野田キャンパス カナル食堂2階にて開催予定です。ご参加をお待ちしております！※当日ご参加いただけない場合には、後日資料を共有させていただきます。
サイエンスカフェ参加権 / オリジナルTシャツ / 大会報告レポート（PDF版）
4人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
2018年10月末のiGEM competition での発表資料をメールにてお送りします。また、私たちのHPにお名前を掲載させていただきます。お力をお貸しください。応援よろしくお願いいたします！
大会資料送付＆HPにお名前掲載 / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルTシャツ / 大会報告レポート（PDF版）
5人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
当サイトは SSL 暗号化通信に対応しております。入力した情報は安全に送信されます。
大会報告レポート（PDF版）
8
人
が支援しています。
（数量制限なし）
オリジナルTシャツ 他
4
人
が支援しています。
（数量制限なし）
サイエンスカフェ参加権 他
4
人
が支援しています。
（数量制限なし）
大会資料送付＆HPにお名前掲載 他
5
人
が支援しています。
（数量制限なし）
academist Prize 2nd 採択
