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動物細胞における複数人工遺伝子回路の組み合わせのシステム理論の確立と実践

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0148
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 構成的システム生物学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2018)
早稲田大学 (2016-2017)
東京工業大学 (2015)

研究代表者

鮎川 翔太郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 産総研特別研究員 (70645845)

研究分担者 木賀 大介  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30376587)
研究協力者 千葉 洸  
山岡 智浩  
研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード人工遺伝子回路 / 合成生物学
研究成果の概要

合成生物学では、細胞の挙動を制御するために、遺伝子配列を組み合わせた人工遺伝子回路が用いられる。本研究の目的は、数理モデルと生物実験の組み合わせにより有用な人工遺伝子回路の構築を実現する合成生物学的手法を、これまで難しかった動物細胞にも適用させるためのシステム論を開発することである。この目的のため、本研究では人工遺伝子回路の組み合わせの手法を用いて、数理モデルに基づいた細胞種の多様化比率が制御可能な人工遺伝子回路の作製を試みた。結果として目的の機能を持つ人工遺伝子回路の完成には至らなかったものの、実現に必要な要素の設計や妥当性の検証、今後の課題についての理解を深めることができたといえる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

合成生物学では、数値シミュレーションを用いて有用な生命システムを効率的に設計、構築するという手法が用いられる。この手法は、微生物ではすでに多くの成果が得られており方法論もある程度確立されていたが、動物細胞では難しいというのが現状であった。そこで、本研究では動物細胞に対してこうした手法を活用するためのシステム論を確立することを目的とした。こうした動物細胞における合成生物学的手法が確立は、再生医療などへの応用につながると期待される。結果的に、本研究ではシステムの完成形の実装には至らなかったものの、必要な要素の検証やモデルの妥当性の確認を行い、今後の課題についての理解を深めることは出来たといえる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 人工遺伝子回路設計における下流レポーター遺伝子が与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      木賀大介
    • 学会等名
      デザイン生命工学会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 合成生物学, 人工遺伝子ネットワーク Synthetic biology, Synthetic gene network2018

    • 著者名/発表者名
      鮎川翔太郎
    • 学会等名
      アストロバイオロジーセンターシンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 設計生物学:生物工学を指数関数的に進展させる方策2017

    • 著者名/発表者名
      鮎川翔太郎、木賀大介
    • 学会等名
      第69回 日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Repeats of diversification on Waddington landscape realized with synthetic gene circuit2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hata, Shotaro Ayukawa, Zicong Zhang, Yochiku Shi, Akifumi Nishida, Masayuki Yamamura, Daisuke Kiga
    • 学会等名
      SB 7.0, The Seventh International Meeting on Synthetic Biology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design strategy to construct synthetic gene circuits working in living cells2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Ayukawa
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Design and construction of synthetic microbial communities by combining synthetic biological subsystems2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Ayukawa
    • 学会等名
      The 54th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] サブシステムの組み合わせによる人工遺伝子回路の設計と構築2016

    • 著者名/発表者名
      鮎川翔太郎、木賀大介
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会9.0
    • 発表場所
      早稲田大学 国際会議場 井深大記念ホール
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-07-14   更新日: 2020-03-30  

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