Evolutionary generative design of natural product biosynthetic gene clusters using large language model

Publicly Offered Research

Project Area	Systems biosynthetics based on accumulation, prediction, and creation of biological reactions
Project/Area Number	25H01599
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Kyoto Institute of Technology
Principal Investigator	梅村舞子京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 教授 (00552259)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000) Fiscal Year 2025: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywords	天然物 / 生合成遺伝子クラスター / 大規模言語モデル
Outline of Research at the Start	微生物や植物はペニシリンやモナコリンなど様々な生理活性物質を産生することで知られる。これまでその生合成を担う遺伝子クラスターをゲノム情報から探索する研究が盛んに行われてきたが、既存の技術は、ゲノム情報に含まれるクラスターの予測に留まっている。本研究では、爆発的に蓄積と発展を続けるゲノム情報および自然言語処理技術を用いて、「より進化した」化合物生合成遺伝子クラスターの生成モデルを構築する。その際、タンパク質配列生成モデルと組み合わせて、クラスターを配列ごと生成できるモデルの開発を目指す。これにより、新規化合物の生合成と機能物質創出に関する新しい方法論を確立する。