Post on 12-Jan-2016
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iGEM Chiba 2009
E.coli Time ManagerSince 2008
ヒトが時間を知る方法
掛け時計・腕時計
水時計・砂時計
“ 今”が何時なのか、という瞬間を知る方法
過去のある時点から現在までの経過した時間の累積を知る方法
周期的振動型
累積型
それぞれの時計のメリットとデメリット
( 07, 08Paris )( 08Melbourne )
07Missouri/08Chiba, 08Taipei
メリット
デメリット
メリット
デメリット
「今何時か」という瞬間の時間を知ることに特化している
経過した時間の長さを知る場合ある時間からある時間までを頭の中で計算する
特定の長さの時間の経過を知ることに特化している
時間の流れをつくることができない
「周期的振動型」:掛け時計・腕時計
「累計型」:水時計・砂時計
具体例 1 :
’ 0 7 Missouri Miners
優位点・シンプルな回路デザイン・簡単なダイナミックレンジの調節
課題 ・抑制を使っているので、スイッチの入りが鈍い。(系中の全ての個体の同時制御が難しい。)・一つの培地では一種類のタイマーしか動かせない
TimeA
rabinose
具体例 2 :
’ 08 CHIBA
優位点
課題・ GFP の蛍光強度の変化を見る限り、 AHL の蓄積ではなくて GFP の蓄積で時間を計っているようにも考えられる。・一つの培地では一種類のタイマーしか動かせない。
シグナル分子の蓄積を利用するので、過去の情報を記憶するといった記録装置などの応用例が考えられる。
TimeA
HL
具体例 3 :
’08 NYMU-Taipei
優位点 ・周期的な出力と通信の組み合わせによって、 ダイナミックレンジの調節が可能である。・長いダイナミックレンジ( 16-40h )
課題 ・細胞の周期をシンクロさせることが困難
NYMU-Taipei
Cll
Time
Cll
これまでの iGEM での課題と’ 09 CHIBA の目標!
09 CHIBA は精確性と流れのある Time Manager をつくる!
これまでのタイマープロジェクトのどれもが、精確性と、時間の流れが弱点である。
精確性を向上させるには
シグナル分子濃度が閾値を越えたときから、レポータによる色調変化が観察されるときまでの Time Lag を解消する必要がある。
Visible zone
Visible zone
Time lag Time lag
Concentration of AHL ≒ Time
Concentration of AHL ≒ Time
時間を精確に刻ませるための具体的なアイデア
1, Positive feedback system This system can produce AHL and increase express GFP gene
2, Check about AHL accumulation rate and the threshold level
3, グラム陽性菌のコミュニケーションの利用 Com 系のものでの差=ペプチドタイプのクオラムセンシングは遅い。
精確性の向上のためのアイデア:Using positive feedback system
The positive feedback system can produce AHL and increase express GFP gene.
luxR
luxR
Plux
luxR
luxIGFP
LuxIPlac LuxI
LuxI
luxR
Ptet
‘07 Cambridge
時間の流れをつくるには
直列型 並列型
時間の流れをつくるための具体的なアイデア
1, 直列回路: ( ) Whisper down the lane systemⅠ Using Cascade of Quorum Sensing ( ) Pass the torch systemⅡ Using Cascade of inside the cell
2, 並列回路: Lux Mutants to make variations in delay time is to create a number of LuxR mutants with different sensitivity
Delayed
Using the cascade of our bacterial communication, we make the system like the whisper down the late.
More Delayed
流れをつくるためのアイデアその1:
Whisper down the lane
メリット
デメリット
追越しがおこらない
トラブルがあると途中で止まり最後まで着かない
LuxI Family ProteinAHL Synthase Varieties
流れをつくるためのアイデアその 2:
LuxR mutant
AHL
luxR
Sensitive luxR
luxR
luxR
Dyll luxR
Wild type LuxRPlux
luxR
Plux
Plux
luxR
luxR
GFP
GFP
GFPDelay
Rapid
Normal
We think the most straightforward approach to make variations in delay time is to create a number of LuxR mutants with different sensitivity.
’09 CHIBA の目標!
09 CHIBA は精確性と流れのある Time Manager をつくる!
1.精確性・・・・ p-feedback
2.流れ・・・・直列型(リレータイプ) 並列型( mutant )
そのために以下のことにトライします!
‘08 CHIBAの
咲くことのなかった花
Last year はここまで こうなる予定だった
去年は 2 段階のモノしか作れなかった。昨年度は写真の通り、花の開花を見ることはできなかった・・・。
‘ 09CHIBAは
大輪の花火を打ちあげます!
寒天培地のイメージ図
割薬(わりやく)、割粉(わりこ)
親星
導火線
芯星
実際の花火の構造
ちば 09
今までにない明確な順序制御を可能に!
直列型 並列型
直列回路と並列回路の差
1
2
3
5
4ちば 09
6
ちば 09
=順番を追い越さない
エラーが起きても動く。=追い越しがおこる
エラーが起きたら止まる。
ご清聴ありがとうございました。