| 研究課題/領域番号 |
19H05626
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分D
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
清水 浩 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (00226250)
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| 研究分担者 |
戸谷 吉博 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (70582162)
鈴木 宏明 中央大学, 理工学部, 教授 (20372427)
古澤 力 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00372631)
堀之内 貴明 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (60610988)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
187,460千円 (直接経費: 144,200千円、間接経費: 43,260千円)
2023年度: 37,310千円 (直接経費: 28,700千円、間接経費: 8,610千円)
2022年度: 37,310千円 (直接経費: 28,700千円、間接経費: 8,610千円)
2021年度: 37,310千円 (直接経費: 28,700千円、間接経費: 8,610千円)
2020年度: 41,470千円 (直接経費: 31,900千円、間接経費: 9,570千円)
2019年度: 34,060千円 (直接経費: 26,200千円、間接経費: 7,860千円)
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| キーワード | 代謝工学 / ゲノムスケールモデル / 指向性進化 / ロボット / マイクロリアクタ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、大腸菌を用いて燃料や化製品素材などを生産する細胞を創製するために、シミュレーションによって代謝経路をデザインし、ロボット工学とマイクロ流路工学に基づく指向性進化によって、代謝を高度化する方法を確立することを目的とする。ゲノムスケールモデルを利用し、大腸菌の細胞増殖と目的物質生産が連動するように代謝経路をデザインする。ロボットによる継代培養や多系列のマイクロ流路連続培養系により指向性進化を誘導し、代謝変換における律速点を解消する。得られた進化株を解析することで、代謝経路の阻害点を網羅的に抽出し、中枢代謝フラックスを自在に調整するための汎用的な知見を提供する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、統一的に生命現象を取り扱えるゲノムスケール代謝モデルを利用し、in silico代謝デザインプラットフォームを構築した。また、多系列の指向性進化を可能とするロボティクスとマイクロドッロプレットを用いたハイスループット培養系を構築した。これらのプラットフォームによる増殖連動型の目的物質生産代謝デザインと細胞増殖を選択圧とした指向性進化を組み合わせ、多様な目的物質に対して生産を高度化した。多系列の培養データに基づいて指向性進化過程を解明し、代謝状態を自在に誘導する手法の開発し、その有用性、汎用性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
持続可能な社会の形成を目指して、微生物による環境調和型バイオ化成品・燃料の製造が注目されている。細胞は複雑に相互作用する数千の代謝反応を有するため、目的物質生産にとって最適な代謝状態となるように細胞を改変するのは容易ではない。本研究においては、目的の化合物生産のための合理的な代謝デザインと微生物への実装、指向性進化による高増殖、高生産株の取得が可能となった。指向性進化過程と物質生産の高度化の関係性を解明しており、今後、本研究で開発された手法が様々な物質の微生物生産への応用展開が可能となると考えられる。
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| 評価記号 |
事後評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの成果があった
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評価記号 |
中間評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる
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