2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22300101
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
倉田 博之 九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 教授 (90251371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 和幸 九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 教授 (00150318)
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| Keywords | システム生物学 / バイオインフォマティクス / 合成生物学 / シミュレーション / ネットワーク |
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| Research Abstract |
生体分子ネットワーク中に埋め込まれている生物学的基本回路の構造と機能の関係(設計原理)を体系化して,合成生物学の基盤となるデータベースを構築する。それを基にして,基本回路の複合化システムである大腸菌中央代謝経路(解糖系+TCA回路+ペントースリン酸回路)の設計原理を解析して,それを合理的に設計するための遺伝子組換え戦略を提案することを目的とする。物質生産の基盤である中央代謝経路を再設計することによって,エタノール発酵系や乳酸発酵系の生産性を向上させて,環境エネルギー問題に貢献する。
電子回路を含む工学システムが,目的の機能を設計するために基本回路を組み合わせるのと同様に,合成生物学の出発点は,生物学的基本回路を理解することである。ネットワークモチーフ(フィードフォワードループ,単入力モジュール,自己フィードバックループ)を含めて基本回路のいくつかの断片は提案されたが,体系的報告はなかった。生物合成の観点から,生物学的基本回路を探索して,その構造と機能の関係をデータベース化した。ネットワークモチーフは,転写調節ネットワークにおいて出現頻度の高い回路である。実際は,タンパク質相互作用,代謝物相互作用を含む多様な生物学的回路の存在が想定される。出現頻度に関わらず,特徴的構造や機能をもつ基本回路をすべて探索する。おもに微生物の基本回路を収集した。大腸菌中央代謝回路マップ(解糖系,TCA回路,ペントースリン酸回路とその酵素遺伝子発現を調節するネットワーク)を構築して,酵素遺伝子発現分布の変化を代謝ネットワークに統合する数学モデルを開発した。
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Research Products
(4 results)
