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。