学校法人早稲田大学とMeiji Seika ファルマ株式会社

「ペニシリン生産菌のラマン分光法による解析」に関する共同研究を開始

学校法人早稲田大学（所在地：東京都新宿区、理事長：田中愛治、以下早稲田大学）とMeiji Seika ファルマ株式会社（本社：東京都中央区、代表取締役社長：小林大吉郎、以下Meiji Seika ファルマ）は、2023年９月、「ペニシリン生産菌のラマン分光法による解析に関する共同研究」（早稲田大学代表者：理工学術院教授 竹山春子、Meiji Seika ファルマ代表者：DX推進室長 佐々木隆之、以下本研究）を開始しましたので、お知らせします。

抗菌薬は、細菌感染症の治療や手術時の感染予防に使われ、供給が途絶すると国民の生存に直接的かつ重大な影響が生じます。中でも注射用抗菌薬に多く用いられるβラクタム系抗菌薬は、その原材料のほぼ100％を中国からの輸入に依存しています。そのため、βラクタム系抗菌薬4剤が経済安全保障推進法に基づき「特定重要物資」として指定され、産官学の連携のもと、国産化の取り組みが進められております。Meiji Seika ファルマはそのうちペニシリン系抗菌薬2剤の国産化に向け、原材料である6アミノペニシラン酸（6-APA）の生産体制構築を目指しています。6-APAは、微生物を用いた発酵生産により得られるペニシリンGを変換して得られるため、工業化にはペニシリンGの生産量を高める必要があります。Meiji Seika ファルマは1994年までペニシリンを生産しており今なお工業レベルの技術を保有しておりますが、本共同研究により更なる生産性向上を目指していきます。

本研究で用いるラマン分光法とは、ラマン散乱光を用いて物質の評価を行う分光法です。物質に光を照射すると、光が物質と相互作用することで入射光と異なる波長を持つラマン散乱光と呼ばれる光が出ます。この光は物質が持つ分子振動のエネルギーにより決まるため、物質固有のラマン散乱光が得られます。本研究では、ペニシリン生産菌を対象とし、ラマン分光法によりペニシリン類並びにその中間体の細胞内における局在状況を解析します。従前の発酵解析は培養液を全体で捉え、物理化学的手法や遺伝子分析などで解析しておりましたが、本共同研究の顕微ラマンの手法ではペニシリン生産菌の細胞一つ一つをミクロで捉え、発酵生産の経時変化や細胞内局在性、細胞外への移送機構について解析が可能となります。

本研究において、Meiji Seika ファルマは様々な条件で培養したペニシリン発酵液を提供し、早稲田大学は理工学術院（竹山春子教授）並びにナノ・ライフ創新研究機構（安藤正浩次席研究員）の保有するラマン分光法によるin situ生体分子解析技術を駆使し、対象物質の細胞内局在の可視化を行います。

早稲田大学とMeiji Seika ファルマは、本研究によりペニシリン発酵の生産性向上や品質安定化に貢献する要素を抽出し、製造管理法構築における科学的根拠とするとともに、目的物の生成プロセスの解明を目指します。

演題：ピリジン系天然アミノ酸類の構築とバイオマーカー研究

日時：2024年3月1日(金) 16：30－18：10

会場：西早稲田キャンパス　55号館 N棟1階 第二会議室

講師：臼杵 豊展（上智大学 理工学部 物質生命理工学科　教授）

対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方

参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。

主催：先進理工学研究科　化学・生命化学専攻

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

2023年8月25日（金）、26日（土）の2日間にわたり、シンガポールに所在する早稲田大学系属・早稲田渋谷シンガポール校を会場として「おもしろ科学実験教室 in シンガポール」を開催しました。今回、シンガポール日本人学校中学部の生徒やシンガポール教育省語学センター（MOELC：Ministry of Education Language Centre）に通う中高生、早稲田渋谷シンガポール校の生徒を対象に実施し、総計約110名の生徒が参加しました。本企画は2019年に一度開催した後、新型コロナウイルス感染症による影響で開催できておらず、実に4年ぶりの実施となりました。
今回の目的は科学に興味をもってもらうことのほか、シンガポール日本人学校中学部の生徒に対して早稲田渋谷シンガポール校を知ってもらうこと、MOELCの生徒に対して早稲田大学を知ってもらい将来的に日本へ来るきっかけを作ること、早稲田渋谷シンガポール校の生徒に対して高大連携の一環で本学理工学部をより理解してもらうこと、でした。

会場の早稲田渋谷シンガポール校

今回の実験教室のテーマはDNA鑑定

科学的なアプローチで、動物種を鑑定する

「DNA鑑定で食肉の種類を調べよう！ -PCR解析を用いた食品検査-」と題して、生徒たちはPCR解析に挑戦しました。試料のレバー肉（ブタ・トリ・ウシの単体、あるいは混合のいずれか）をサンプルとして、DNA抽出、PCR法によるDNA断片の増幅、電気泳動による動物種の判別、という一連の操作で試料の鑑定を行いました。試料の見た目はほとんど同じにもかかわらず、各々のサンプルが異なる電気泳動の結果を示し、試料の正体を鑑定できることに驚いていた様子でした（中には、自分の予想が的中している生徒もいました。すごい！！！）。

実験開始前の食肉の動物種当てクイズ。見た目だけではなかなか正解できませんでした。 ということで、DNA鑑定の出番です！

各テーブルに実験スタッフが付き、いざ実験に挑戦！今回、理工センター技術部の職員のほかに早稲田渋谷シンガポール校の在校生もスタッフとして指導にあたり、実験指導を通じて一段と頼もしく成長していました。

電気泳動は細かい作業ですが、無事に実験結果を得られました！PCRで増幅したDNA断片がバンドとして目視できます。

得られた実験結果をもとに、自分が選んだ食肉の種類を判定できました。

今回のテーマは本学の大学1年生が授業で扱う内容をアレンジしたもので、難しい工程もありましたが、生徒たちは丁寧にこなしており、最後までほとんど失敗せずやり遂げることができていました。また、実験の合間に生徒同士の交流の時間を設けたところ、イベントが終わるころには生徒間で写真を撮り合うほど仲良くなっており、楽しそうに過ごしている姿が非常に印象的でした。イベント後のアンケートではほとんどの参加者から「とても満足」「満足」の回答を得ることができました。
シンガポール教育省語学センター 日本語学科 学科長のタン先生からは、「我が校の生徒たちがDNAや器具の使い方について難しい説明を聞きながら、実験を行うことができていて驚いた。今回のイベントは生の日本語に触れる貴重な学習体験になったと思う。また、早稲田渋谷シンガポール校の生徒と楽しそうに作業をしたり話したりしていて、非常によい交流ができた。」とのコメントをいただきました。

この実験教室は、理工センター技術部の職員や本学の機器・装置だけではなく、本学が持つ海外拠点ネットワーク（早稲田渋谷シンガポール校）の物的、人的リソースの活用、早稲田渋谷シンガポール校在校生の協力、さらにシンガポール日本人学校、シンガポール教育省語学センター、理工パートナーズ、日本ジェネティクス株式会社の支援により実現し、多くの生徒たちに科学への興味関心を深める機会を提供することができました。
参加者の中から未来の早稲田生が生まれ、将来的には世界で活躍する校友となり、社会発展に寄与してもらえれば幸いです。

次は早稲田で会いましょう！
See you again at WASEDA!

DNAをモチーフにしたキーホルダーを手に記念撮影（写真は8/26午後の部）。 キーホルダーは今回のお土産として大学で制作していました。