「スーパー酵母2020」プロジェクト

~ポストコロナの飲食業界を最先端技術で救う~

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プロジェクト設置責任者

大学院理学系研究科 教授
合田 圭介

今年度寄付総額
38,000円
今年度寄付件数
6件
現在の継続寄付会員人数
1人
累計寄付総額
3,427,000円

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東京大学へのご寄付には税法上の優遇措置が適用されます。

このプロジェクトについて

本プロジェクトでは、東京大学の複数の研究室が合同で研究を進めている「スーパー酵母創出プロジェクト」を推進するための寄付を募集します。ディープラーニングなどの人工知能(AI)を用いて特殊な形態を持つ酵母を選抜し培養するAI指向性進化法を開発し、超効率的に酵母の品種改良を行うことにより、食味が非常に良いパン、味噌、醤油、ビール、ワイン、清酒などの発酵食品や未知なお酒をもたらすスーパー酵母の創出を目指します。本プロジェクトではスーパー発酵食品に向けたスーパー酵母の創出がテーマですが、AI指向性進化法は酵母を用いたインシュリンなどの医薬品生産やバイオエタノールなどのバイオ燃料生産にも展開することが可能です。

また、本プロジェクトを開始した2019年11月14日の直後から新型コロナウイルス感染症による活動自粛要請がたびたびあり、我々大学の研究室も大きな影響を受けた2年間でした。社会全体に対する影響も非常に大きく、特に飲食業界、さらにその中でも酒類業界への影響は極めて大きなものでした。このような状況下において本プロジェクトは、プロジェクト開始時に抱いていた「挑戦的だが楽しい研究がしたい」という目標から(今もそれは変わりなく根底にありますが)、多くの被害を被った飲食業界の立て直しの一助となるという社会的意義を持ち合わせるプロジェクトになってきていると考えています。

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挑戦的な研究、広く社会からのご支援で

従来の研究予算では、様々な制約や膨大な事務作業および短期的成果の要求などにより、研究者の自由な発想にもとづくボトムアップ研究が困難となってきました。その結果、長期的な視野に立った挑戦的な研究を行う環境が失われてきました。本プロジェクトでは、広く社会からのご支援で、従来の研究予算では実施が難しい挑戦的な研究テーマに東京大学の複数の研究室から成る最高のチームで取り組みます。研究成果は社会に還元したいと思っています。是非ともご参加ください。

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スーパー酵母とは

「発酵の母」と呼ばれる酵母は菌類に属する微生物として、パン、味噌、醤油、ビール、ワイン、清酒などの発酵食品を作る際に用いられており、人類にとって最も馴染みの深い産業微生物の一つです。酵母はブドウ糖を食べてアルコールを作ります。酵母の形態は様々であり、発酵食品を作る際には異なった形態(大きさや形など)の酵母を用います。発酵に使用する酵母の生理状態を、酵母の形態から発酵前に判定して、その後の発酵への影響を予測することが出来ます。酵母の形態と発酵・醸造の関係性に関する研究を30年以上行ってきた酵母専門家である東京大学大学院新領域創成科学研究科の大矢禎一教授は、2019年に清酒酵母においてゲノム編集と並んで形態解析が育種に重要であることを発見しました。スーパー酵母とは、AI指向性進化法を用いて超効率的に品種改良・育成することで得られる形態が特徴的で、特定の発酵食品を生産するのに突出した能力を持つ酵母の変異体です。例えば、スーパー酵母を用いることで非常に食味が良いパン、味噌、醤油、ビール、ワイン、清酒、さらに未知のお酒を作ることができるようになると期待されます。また、発酵食品の生産効率を劇的に向上させることで、世界の食糧問題を解決することができると期待されます。

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スーパー酵母を創出するAI指向性進化法

東京大学大学院理学系研究科の合田圭介教授らは、2018年に開発に成功し、Cell誌で発表した革新的なAI細胞選抜装置を用いて、2018年にノーベル化学賞を受賞した指向性進化法(自然界の生物の進化の仕組みである自然淘汰を人工的に作り出すことで、特定の生体分子の機能を目的に応じて向上させていく実験的手法)を実施することで、特殊な形態を持つ酵母を超効率的に選抜・培養するAI指向性進化法を確立します。そうすることで、食味が非常に良いパン、味噌、醤油、ビール、ワイン、清酒などの発酵食品をもたらすスーパー酵母の創出を実現することが可能となります。酵母専門家である大矢禎一教授は、これまで多種多様な酵母の細胞集団の中から特定の形態を持つ変異体を顕微鏡下で一つ一つ観察・分析していましたが、これは非常に時間と手間のかかる地道で非効率な作業でした。AI細胞選抜装置は、人間の労力と経験に頼らずに、その作業の精度とスピードを驚異的(1,000倍以上)に向上させることができる最先端技術です。この技術により、膨大な数の細胞集団から形態学的に特殊な細胞を迅速・正確に発見することが可能になります。優れた能力を持つ細胞を効率的に選抜することができ、これまでの手作業では半年かかる作業を半日で終えることも可能となりました。

今後の展開

2020年度~2021年度にかけて、合田教授が東京大学大学院理学系研究科の上村想太郎教授と協力してAI指向性進化法を開発し、それを用いて2021年度~2022年度にかけて合田教授と大矢教授が酵母の形態情報にもとづくAI指向性進化を実施します。2022年度にスーパー酵母の発見と遺伝子機能解析を行います。2023年度には、創出したスーパー酵母株を用いてスーパー酒の開発を計画しています。将来的にはベンチャー企業を立ち上げることで大きな事業を生み出す計画も立てています。様々な食味豊かな食品の誕生と、大手食品企業などとの連携が見込めるため経済的に非常に大きな成果が期待できるものです。本プロジェクトではスーパー発酵食品に向けたスーパー酵母の創出がテーマですが、AI指向性進化法は酵母を用いたインシュリンなどの医薬品生産やバイオエタノールなどのバイオ燃料生産にも展開することが可能であり、将来的には挑戦したいと考えています。

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研究チームについて

本プロジェクトを実施する研究チームは、合田教授、大矢教授、上村教授がそれぞれ率いる東京大学大学院理学系研究科化学専攻の合田研究室、東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻の大矢研究室、東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻の上村研究室のメンバー(助教、博士研究員、大学院生、学部生など)によって構成されています。本プロジェクトを通じて学生や若手研究者に挑戦的な研究を体験してもらうことにより、将来的にグローバルに活躍する研究者を育成するという教育的な意義もあります。

集合写真

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ご寄付の活用方法

皆様からの寄付金は、研究費(AI細胞選抜装置改造費、AI細胞選抜装置維持費、細胞培養環境維持費、細胞培養消耗品費、細胞解析費、人件費など)として使わせていただきます。  最先端装置の設置場所の確保と維持費だけで年間940万円必要です。本研究は4年間継続させる必要があります。少なくとも2年半は継続し成果を社会に還元したいと考えております。2022年8月末までに2000万円達成を目指しております。皆様、応援のほど、よろしくお願いいたします。

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生体工学フォーラムで招待講演しました

2022年08月29日(月)

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8月23日に日本生物工学会の東日本支部「生物工学フォーラム」で本プロジェクトの内容に関して、磯崎特任准教授が招待講演を行いました。フォーラムのテーマが「AI × 醸造・醗酵が拓く生物工学の最前線」ということで、非常にマッチしており、多くの質問が出て、実り多き学会でした。

詳細はこちら
https://www.sbj.or.jp/event/branch_esbj_forum_20220823.html


<お知らせ>
このたび、本プロジェクトのチラシを作成しました。
ビアバーなどに置いてもらう予定です。A6サイズと名刺サイズです。お見かけの際は、ぜひSNSなどでの発信をお願いします!


<イベント告知>
特典「研究室見学と特別講座」を10月29日土曜日に開催することを企画しました。
まだご寄付いただいていない皆様におかれましても、登録〆切の10月15日までにご寄付いただくことで参加可能です!ぜひご検討ください!

場所:東京大学本郷キャンパス
日時:10月29日(土)13:30-15:30
登録〆切:10月15日(土)17:00
講師:合田圭介東京大学教授、大矢禎一東京大学教授
登録ページ:https://forms.gle/GKRp52964yCuccQN6


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スーパー酵母イベント②.jpg
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2021年活動報告
-スーパー酵母の研究を着実に進めており、対外発表成果も出始めています!-

2022年01月18日(火)

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本プロジェクトでは、ディープラーニングなどの人工知能(AI)を用いて特殊な形態を持つ酵母を選抜し培養するAI指向性進化法を開発し、超効率的に酵母の品種改良を行うことにより、食味が非常に良いパン、味噌、醤油、ビール、ワイン、清酒などの発酵食品や未知なお酒をもたらすスーパー酵母の創出を目指します。2021年の活動についてご報告します。
 
2021年は前年から引き続き新型コロナウイルスの影響により活動が大きく制限されていましたが、感染対策をしっかりしたうえで日々の研究活動を進め、また、可能な限りで3研究室が集まって情報交換も継続して行ってまいりました。その結果、論文や学会での発表を複数行うことができました(下に示した対外発表実績リストおよび特典実績リストを参照)。特に、論文発表した内容は、合田研究室と大矢研究室の共同研究の成果であり、その成果は酵母関連の学会でも高く評価されて学生発表賞優秀賞を受賞しました。

①中川悠太氏.jpg
写真1:学生発表賞優秀賞を受賞した合田研究室博士課程学生の中川悠太君


そのほかにも、AI細胞選抜装置を用いて2種類の酵母細胞株の分取にも成功し、また、装置性能向上基礎技術開発にも成功し、それらの結果は学会で発表できました。さらに、スーパー酵母を用いた食品の実現に向けて、クラフトビールで有名なコエドブルワリー様と共同研究を始めました。

②キックオフミーティング.jpg
写真2:コエドブルワリー様との共同研究キックオフミーティングの集合写真


お礼の言葉
このたびは、寄付という形で我々のプロジェクトを応援していただき、誠にありがとうございます。このような最先端のプロジェクトを進めるためには多額の資金が必要です。あまり知られていないことですが、大学の実験室を確保するためにも研究室は大学(または専攻)に対して家賃を支払わなければいけません。例えば本プロジェクトを推進している実験室は全部で年間約1千万円かかっています。一方で、ノーベル賞受賞者をはじめ、多くの研究者や大学の先生が発言されているように、大学の研究室に割り振られる研究費は毎年減少しています。そのような状況下にありながら本プロジェクトを続けられているのは、皆様の支援のおかげです。今後とも継続してご支援いただけますと幸いです。
また、本プロジェクトを開始した2019年11月14日の直後から新型コロナウイルス感染症による活動自粛要請がたびたびあり、我々大学の研究室も大きな影響を受けた2年間でした。社会全体に対する影響も非常に大きく、特に飲食業界、さらにその中でも酒類業界への影響は極めて大きなものでした。このような状況下において本プロジェクトは、プロジェクト開始時に抱いていた「挑戦的だが楽しい研究がしたい」という目標から(今もそれは変わりなく根底にありますが)、多くの被害を被った飲食業界の立て直しの一助となるという社会的意義を持ち合わせるプロジェクトになってきていると考えています。今後もいっそう研究に邁進していきたいと思っています。

対外発表実績リスト

業績(論文)
1.    Yuta Nakagawa, Shinsuke Ohnuki, Naoko Kondo, Kaori Itto-Nakama, Farzan Ghanegolmohammadi, Akihiro Isozaki, Yoshikazu Ohya, and Keisuke Goda, “Are droplets really suitable for single-cells analysis? A case study on yeast in droplets,” Lab on a Chip, vol 21, pp. 3793-3803, 2021.

業績(学会)
2.    Mika Hayashi, Natsumi Tiffany Ishii, Jeffrey Harmon, Taketo Araki, Shinsuke Ohnuki, Naoko Kondo, Akihiro Isozaki, Yoshikazu Ohya, and Keisuke Goda, “Image-activated sorting of genetically perturbed yeast towards image-based pooled screens,” The 25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2021), Palm Springs, California, USA, October 10-14, 2021.
3.    Yuta Nakagawa, Shinsuke Ohnuki, Naoko Kondo, Akihiro Isozaki, Yoshikazu Ohya, and Keisuke Goda, “Reassessing microdroplets as a platform for single-cell analysis,” The 25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2021), Palm Springs, California, USA, October 10-14, 2021.
4.    Kangrui Huang, Hiroki Matsumura, Yaqi Zhao, Maik Herbig, Dan Yuan, Yohei Mineharu, Jeffrey Harmon, Mai Yamagishi, Shinsuke Ohnuki, Nao Nitta, Yoshikazu Ohya, Hideharu Mikami, Akihiro Isozaki, and Keisuke Goda, “Deep-learning-based image restoration for imaging flow cytometry and its applications,” 化学とマイクロ・ナノシステム学会第44回研究会, online, November 9–11, 2021.
5.    中川 悠太, 大貫 慎輔, 近藤 直子, 磯崎 瑛宏, 大矢 禎一, 合田 圭介, “微小液滴によるSaccharomyces cerevisiaeの培養と高速分取,” 酵母遺伝学フォーラム第54回研究報告会, online, August 31–September 2, 2021.

特典実績リスト
1.    研究報告レポート:1件
2.    学会発表謝辞:4件
3.    論文発表謝辞:1件

2020年活動報告
-スーパー酵母の研究を着実に進めています-

2021年04月05日(月)

本プロジェクトでは、ディープラーニングなどの人工知能(AI)を用いて特殊な形態を持つ酵母を選抜し培養するAI指向性進化法を開発し、超効率的に酵母の品種改良を行うことにより、食味が非常に良いパン、味噌、醤油、ビール、ワイン、清酒などの発酵食品や未知なお酒をもたらすスーパー酵母の創出を目指します。2020年の活動についてご報告します。

2020年は新型コロナウイルスの影響により活動が大きく制限されていましたが、感染対策をしっかりしたうえで日々の研究活動を進め、また、可能な限りで3研究室が集まって情報交換も継続して行ってまいりました(写真1;マスク着用、換気、ソーシャルディスタンスの確保、などを徹底して行いました)。
 

集合写真.jpg
写真1 本プロジェクトに関わっている3つの研究室が合同で行った研究会の集合写真
 

具体的には、AI細胞選抜装置の流体制御系を抜本的に新しくすることにより、装置動作安定性を向上させました。その装置を用いて、複数種類の株の酵母細胞の画像取得およびそのAI解析を進めました。これらの結果は、スーパー酵母創出に向けた技術的プラットフォームとして今後活用できます。また、我々の研究は広く評価され始めており、本プロジェクトに関わっている合田研究室の磯崎特任助教と大矢研究室の大貫特任助教が連名で「コニカミノルタ画像科学奨励賞連携賞」を受賞しました(写真2 写真3;盾は代表して磯崎特任助教が受け取りました)。

磯崎特任助教.jpg
写真2 磯崎特任助教
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写真3 コニカミノルタ画像科学奨励賞連携賞の盾

お礼の言葉
私たちの研究は、スーパー酵母創出という夢に向かって進めている研究で、ポストコロナに重要な「食の楽しみ」の提供につながる研究だと思っています。この研究を推進するためには、最先端装置の設置場所の確保と維持費だけで年間940万円必要であり、大きな費用がかかります。皆様より多くの寄付をいただきましたので、継続して研究活動を行えました。皆様の温かいご支援に心より感謝いたします。

 

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寄付目的・支援先を指定できます
お名前 日付 金額 コメント
橋本 覚 2022年02月02日 50,000円 協同商事( COEDO)朝霧CEOとのご縁より期待を込めて
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
Dream 財団 2021年09月27日 ******** 世界中、地球中の人々へ、美味しい栄養満点の食糧を。貢献してゆく。
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
八十川 紀夫 2021年07月11日 500,000円 「本当は危ない国産食品」「発達障害の原因と発症メカニズム」という本がありますが、少子化・発達障害の大きな原因と言われる残留農薬や有害添加物を駆逐するような成果を期待します。
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
******** 2020年08月30日 200,000円 中身は私は理解していないので、偉そうなことは言えませんが、孫が関わっているので、大変期待しております。
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
******** 2020年04月06日 5,000円 酵母菌は人類にとって大変重要な菌です。
なお一層良いものに変えてゆく目標に共鳴したものです
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
小林 周道 2020年02月01日 100,000円 酵母の可能性を広げる研究に期待しております。
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
高松 学 2020年01月16日 20,000円 酔いにくい酵母(フラッシャー用酵母)開発、期待しております
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
佐藤 由紀子 2020年01月08日 50,000円 素敵な酵母を発見してください。
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
******** 2019年12月11日 20,000円 応援しています!
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
******** 2019年11月21日 5,000円 毎秒数千個の細胞の形をAIが識別できるというのはすごい技術ですね。
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
工藤 一三 2019年11月19日 5,000円 スーパー酵母を作って日本を世界トップにしてくだだい。
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
******** 2019年11月17日 20,000円 酒が好きで酵母に興味があった。
調べていくうちに酵母が生活に欠くべからざる存在と知った。
今回の研究を通して面白い酵母が見つかったら、生活が豊かになるかもしれない。
動画で凄い研究だと思わせておいて、最後は乾杯しましょう、と来て笑ってしまった。
<「スーパー酵母2020」プロジェクト>
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プロジェクト設置責任者

大学院理学系研究科
教授
合田 圭介

今年度寄付総額
38,000円
今年度寄付件数
6件
現在の継続寄付会員人数
1人
累計寄付総額
3,427,000円

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東京大学へのご寄付には税法上の優遇措置が適用されます。

ご寄付の特典

「東京大学基金」の特典が適用されます。

このプロジェクトの特典

【期間限定】2019年11月14日〜2022年8月31日
※期間内の寄付累計額に応じて進呈いたします。
※進呈時期は、各特典の説明欄をご覧ください。

研究報告レポート

5,000円のご寄付をくださった方に、メールにて研究レポート(PDF版)をご送付いたします。

●報告レポートは1回です。
●2021年12月現在で1度特典を実施させていただきました。次回は2022年12月ごろを予定しています。

学会発表謝辞

1万円のご寄付をくださった方のお名前を、学会発表資料の謝辞に掲載いたします。


●学会発表資料への謝辞は1回です。
●2021年12月現在で4度特典を実施いたしました。順調に研究成果も挙がっているので今後学会発表の機会も増え、当特典の機会も増える予定です。

 

論文発表謝辞

2万円のご寄付をくださった方のお名前を、論文発表の謝辞に掲載いたします。

●論文発表資料への謝辞は1回です。
●2021年12月現在で1度特典を実施いたしました。順調に研究成果も挙がっているので今後論文発表の機会も増え、当特典の機会も増える予定です。

研究室見学と特別講座

東京大学合田研究室の研究室見学と特別講座にご招待いたします。

●5万円のご寄付につき1名様をご招待します。
●コロナ対策として延期させていただいております。コロナ禍が落ち着き次第実施予定です。

子ども向けサマースクール

10万円のご寄付をくださった方のお子様(小学生~高校生)向けに参加型実験教室を開催いたします。

●10万円のご寄付につき、お子様2名様同伴者1名様をご招待します。
●コロナ対策として延期させていただいております。コロナ禍が落ち着き次第実施予定です。

スーパー酒の試飲

20万円のご寄付をくださった方を、本プロジェクトで生まれたスーパー酵母と酒造メーカーとのタイアップによるお酒の試飲会にご招待いたします。

●試飲会に参加して頂けるのは20歳以上に限ります。
●20万円のご寄付につき成人2名様をご招待します。
●スーパー酒が完成し次第実施予定です。

スーパー酵母株の命名

50万円のご寄付をくださった方は、スーパー酵母株に命名することができます。

●一部に自分の名前を入れるなど、一定のルールを設けさせて頂きます。
●命名の時期は、スーパー株が完成し次第実施予定です。

特典の内容は、研究の都合により内容が変更される場合や、実施ができなくなる場合もあることをご留意ください。

ご住所やメールアドレスが変更の場合には、特典をお知らせできない可能性がございます。ご連絡先に変更がある場合は、東京大学基金のマイページご登録情報の変更のお手続きをお願いいたします。

東京大学へのご寄付には税法上の優遇措置が適用されます。

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