| 研究課題/領域番号 |
18K14065
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
相馬 悠希 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (80781955)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 合成生物学 / 人工遺伝子回路 / 人工代謝経路 / バイオプロセス / クオラムセンシング / 代謝工学 / 進化工学 / 実験室適応進化 / バイオリファイナリー / 代謝フラックス / 微生物代謝 / バイオプロダクション / 代謝アダプテーション / 代謝動態リプログラム |
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| 研究成果の概要 |
バイオプロセスにおいて宿主内在性代謝経路と物質生産経路は直接的な競合関係にあり，「菌体増殖能の高い表現型」と「物質生産性の高い表現型」はトレードオフ関係にあり，バイオプロセスにおける生産性の向上の障害となっている．そこで本研究では，バイオプロセスの進行度に応じて表現型を最適に自己制御可能な微生物の設計・構築を目的とした新規代謝工学戦略の開発に取り組んだ．大腸菌において菌体増殖を制御する人工遺伝子回路を構築することで，様々な有用化合物生産において生産性の向上に成功した．また，人工合成クオラムセンシング機構に基づく振動回路を構築し，流加培養においても継続的に高い生産性を維持させることに成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化石資源に依存しない持続可能な資源の活用を目指して，微生物などを用いたバイオプロセスによる再生可能資源からの有用物質生産の工業化 (バイオリファイナリー) が注目されている．しかしながら，実用コストを満足する様な十分な生産性を得られていない場合が多く，現状はバイオリファイナリーの実現には至っていない．本研究では，バイオプロセスにおいて普遍的な課題である生産ユニットたる“菌体数”を効率的に確保と生産ユニットあたりの生産効率である“比生産性・比収率”の競合を解消し，生産性の効率化に資する方法論を考案・実証した．本研究は，再生可能資源を原料とした持続可能な有用化合物生産の基盤構築に貢献した．
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