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    ミドリムシでの高効率ゲノム編集に成功
    ~バイオ燃料生産などに向けた有用ミドリムシ育種へ期待~

  • >>No. 45

    ミドリムシでの高効率ゲノム編集に成功
    ~バイオ燃料生産などに向けた有用ミドリムシ育種へ期待~

    株式会社ユーグレナ
    理化学研究所

     理研環境資源科学研究センターバイオ生産情報研究チーム の野村俊尚研究員、持田恵一チームリーダー、科技ハブ産連本部バトンゾーン研究推進プログラム微細藻類生産制御技術研究チームの鈴木健吾チームリーダーらの研究チームは、ミドリムシの産業利用種Euglena gracilis [1]を対象とした高効率のゲノム編集[2]方法の確立に初めて成功しました。
     本研究成果は、ミドリムシの基礎研究の推進や、有用株の育種に大きく貢献すると期待できます。
     ミドリムシは、食品やバイオ燃料への応用が進められている有用な微細藻類です。しかし、その基礎研究や有用株育種を進める上で重要である効率的なゲノム編集法は、これまで確立されていませんでした。
     今回、研究チームは、ミドリムシ細胞にCas9 RNP複合体[3]を直接導入する手法を用いて、最適な条件を見いだすことにより、約80 %という非常に高い編集効率で標的遺伝子への欠損・挿入変異導入に成功しました。さらに、2種類のCas9 RNP複合体を用いたDNAの特定領域への長い欠損変異の導入や、一本鎖のドナーDNA分子を用いた正確な外来DNA分子の導入も可能であることを明らかにしました。
     本研究は、英国の科学雑誌『Plant Biotechnology Journal』の掲載に先立ち、オンライン版(5月26日付け)に掲載されました。

    1.背景

     近年、持続可能性と経済活動を両立するバイオエコノミーの実現や、持続可能な開発目標(SDGs)[4]の達成に向けて、微細藻類を用いたバイオ燃料やバイオプラスチックなどの有用物質生産技術の開発が期待されています。
     なかでも、屋内外での大量培養法が確立されているミドリムシの産業利用種Euglena gracilis(以下、ミドリムシ)は、好気条件下において、バイオプラスチックの材料や機能性食品となる貯蔵多糖パラミロン[5]を蓄積します(図1)。一方、嫌気条件下では、パラミロンからワックスエステルと呼ばれる油脂を産生します。ワックスエステルはジェット機燃料に適しており、現在、実用化に向けた試験が進められています。また、ミドリムシは栄養価が高く、世界的に需要が拡大しつつある飼餌料としても注目されています。このような背景から、ミドリムシを利活用するための生物学的知識の集積と、有用形質を持った改変株の作出が求められています。
     しかし、実用的かつ持続的なミドリムシの遺伝子機能改変法は、まだ確立されておらず、それが基礎研究や効率的な育種を行う上での妨げとなっていました。そこで、研究チームは、将来的な産業利用の可能性も踏まえて、実用途に即したゲノム編集方法の確立を目指して研究を開始しました。

    2.研究手法と成果

     研究チームはまず、ミドリムシのパラミロン合成に関わる酵素の遺伝子EgGSL2 [6]を標的としたガイドRNA(gRNA)[3]を設計し、標的DNAの切断活性を持ったCas9 RNP複合体を作製しました。次に、パラミロン粒の形態変化やT7E1 assay法[7]を指標とし、エレクトロポレーション法[8]を用いて、ミドリムシ細胞内にCas9 RNP複合体を直接導入するための最適な諸条件を探りました
     
    その結果、アンプリコンシークエンス解析[9]による評価において、Cas9 RNP複合体を導入後72時間で約80 %という、他の微細藻類では類を見ないほどの高効率でのランダムな欠損・挿入変異導入に成功しました。

    また、ゲノム上の離れた位置を標的とする2種類のCas9 RNPをミドリムシの細胞内に同時に導入することで、長い欠損変異を誘発できました。さらに、Cas9 RNP複合体と一緒に、標的配列部位上下流と相同な配列を両端部に付加したをドナーDNAとしてミドリムシの細胞内に導入することで、正確な小規模のノックイン[11]にも成功しました。

    3.今後の期待

     本研究では、他の微細藻類では類を見ないほどの高い効率で、ミドリムシにおけるDNAフリーゲノム編集手法の確立に成功しました。さらに、上記の高効率なゲノム編集法をベースに、ssODNを用いた効率的なノックイン実験にも成功し、より正確に制御されたミドリムシゲノムの改変も可能となりました。
     今後、本技術を駆使することにより、ミドリムシにおける遺伝子機能の解析などの基礎研究の推進に加え、有用物質生産能を向上させた株の分子育種や目的に応じてデザインしたミドリムシの作出が可能となると期待できます。
     また本研究は、国際連合が2016年に定めた17項目の「SDGs)」のうち…

  • >>No. 45

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  • >>No. 465

    アステリアは大勢2段上げ、AI搭載IoT統合エッジウェア「Gravio」に期待

    アステリア<3853.T>が続伸し年初来高値を更新。好決算発表を受け5月中旬から下旬にかけて株価水準を大きく切り上げ4ケタ大台に復帰した後、1000円トビ台で売り物をこなしていたが、目先マドを開け大勢2段上げの動きにある。XML技術を基盤とするソフトサービスを展開、ブロックチェーン推進協会を主宰することでも知られる。5G時代に超低遅延が求められるコンピューティング分野では、ユーザーからデータセンターまでの距離が問題となりやすいクラウドの弱点を補うエッジコンピューティングが注目されている。そのなか、同社はAI搭載IoT統合エッジウェア「Gravio」を昨年10月から投入し、旺盛なニーズを捉えている。直近では、台湾AI技術最大手Gorilla社と戦略的業務提携を締結し、Gravioのソリューション高付加価値化を図り、世界展開を図る構えだ。

    出所:minkabuPRESS

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  • >>No. 465

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  • 2019年6月15日 10時00分
    特集 個人投資家・有限亭玉介:2019年の注目テーマ・5G関連を改めてチェック【FISCOソーシャルレポーター】

    日本ラッド<4736>です。5月13日に発表した決算の内容は冴えなかったものの、FPGA関連銘柄として注目され始め、5月24日から急騰しております。電気通信大学が開発したFPGAを用いた高速処理基盤の使用権を日本ラッドは得ており、産学連携でリアルタイムデータ処理の研究を進めております。

    また、同社は産業用コンピュータトップの台湾のアドバンテック社とIoT分野での提携や、米国のAIベンチャーであるディメンショナル社との提携などで、今後もFPGAの開発研究の地盤を固めていく模様です。その上で社会が取り扱う情報量に比例して、同社はその活躍の裾野を広げていくのではと見ています。株価は急騰で年初来高値を更新しましたが、目先は調整に…25日線付近では押し目となるかと見ております。

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