本研究は、社会的観点からも有用と考えらえる人工細胞の作成と、その価値を社会に問うための科学技術コミュニケーションの検討を並行して実施するものである。前者の活動として、本年度は解糖系を利用してエタノールを合成する人工細胞の作製を検討した。解糖系はATPを合成するため、副反応によるATPの利用か経路の改変によるATPの合成をスキップする代謝経路を構築する必要がある。このうち、ATPを合成しない解糖系反応を担うGapNの大腸菌発現精製を試みたが不溶化したため断念した。代わりに、副反応として、転写翻訳系とのカップリングを検討したところ、効率よくエタノールを合成できることが明らかになった。同時に、人工細胞の作製効率をあげるため、作製手法の検討を行った。内部ゲル化、BSAによるコーティングなどを試したが、効率の上昇は数倍程度であり、社会実装を目指すためにはさらなる検討が必要である。後者の活動としては、昨年度に作成した「人工細胞イラスト集」を用いて、オンライン・フォーカスグループ調査を計３回実施した。昨年度実施した人工細胞研究者を対象としたフォーカスグループ調査と、今年度実施した科学コミュニケーションの専門家や科学に強い関心を持つ市民を対象としたフォーカスグループ調査では、イラストに対する理解やそこから得られる感覚に大きな違いが生じていることが明らかになった。特にイラストの理解において、前提とされている科学リテラシーの有無によって何を人工細胞の特徴として捉えるのかが大きく異なるという点は、科学コミュニケーションにおけるイラストの役割を考える上でも重要な論点となりうる。また、複数のイラストを見比べるという行為が対象となっている研究への関心を深める可能性も示唆されており、上記の実験の成果も踏まえて、作成した「人工細胞イラスト集」を活用した科学コミュニケーションの実践を試みるための下地を整えることができた。
This collaborative research develops artificial cells valuable to our society and simultaneously investigates an effective approach to communicate their values to and discuss their utility with the society. This year, we undertook the study of artificial cells that synthesize ethanol using the glycolytic pathway. Since the glycolytic pathway synthesizes ATP, it is necessary to modify the glycolysis pathway to skip ATP synthesis or to consume ATP by side reactions. We attempted to express GapN, which works to skip ATP synthesis in glycolytic reactions. However, we found GapN is insoluble in E. coli, and therefore abandoned proceeding this approach further. Instead, we tested coupling glycolysis with transcription-translation system as a side reaction to consume ATP, and found that they cooperatively work to synthesize ethanol. We also investigated methods to improve efficiency in artificial cell production. We tried internal gelation and coating with BSA on membranes, and the efficiency increased but only a few times, indicating that further investigation is necessary. As the study on science communication, we conducted three rounds of focus-group interviews this year using the booklet Illustrations of Artificial Cells, which we produced last year. The results were significantly different from what we observed at the focus-group interview with artificial cell researchers we did last year. In particular, the finding that what people feel about scientific illustrations vary depending on their levels of scientific literacy can have a notable implication for the practice of science communication and the use of illustrations in it. It was also suggested that comparing different illustrations can actually help people to engage with the content of scientific research that they represent. Overall, we have successfully come to the stage where we can test out a new approach to science communication using the illustrations we produced and reflecting the scientific work we conducted to discuss the future of artificial cells with the society.