微生物コロニーから直に薬剤候補物質を探索する技術の開発

“In Situ Raman Hyperspectral Analysis of Microbial Colonies for Secondary Metabolites Screening”
Analytical Chemistry, 96, 14909−14917, 2024

先進理工学研究科 先進理工学専攻 5年一貫制博士課程3年　諏訪駿之介

諏訪駿之介^1,2, 安藤正浩³,中島琢自³, 堀井俊平¹, 穴井豊昭⁴, 竹山春子^1,2,3,5 （1早大院・先進理工, 2産総研・早大 CBBD-OIL, 3早大・ナノライフ創新研, 4九大院・農, 5早大・生命動態研）

＊成果のポイント

生体分子のその場、非破壊解析の可能なラマン分光法を用いて、寒天上の微生物コロニーから直に分子情報を取得、二次代謝産物の産生を評価できるような測定手法を開発した。
コロニーのラマン分光測定に適した培養シャーレと分光計を用いることで、大腸菌コロニーから高い信号比のラマンスペクトルを取得することができた（Fig. 1）。
既知物質のラマンスペクトルを教師データに用いるスペクトル解析手法（semi-supervised MCR）により、コロニー内の二次代謝産物の産生を正確に評価することができた（Fig. 2）。
本解析手法では、教師データのない二次代謝産物を検出することもでき（Fig. 3）、未知物質の探索にも本技術が有用であることが実証された。

実験手法とデータ解析手法の両面から技術開発に取り組み、これまで困難であったコロニーのラマン分光測定と、非破壊的な二次代謝産物の産生評価を実現した。本技術により、迅速かつ簡便なコロニーのスクリーニングが可能になると期待される。

本研究は、JST 革新的 GX 技術創出事業（GteX）、JPMJGX23B3 の支援を受けたものです。