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生物回路の設計原理に基づく合成生物学

研究課題

研究課題/領域番号 22300101
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体生命情報学
研究機関九州工業大学

研究代表者

倉田 博之  九州工業大学, 情報工学研究院, 教授 (90251371)

研究分担者 清水 和幸  九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 教授 (00150318)
連携研究者 清水 和幸  九州工業大学, 情報工学研究院, 教授 (00150318)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2012年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2011年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2010年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード生体生命システム情報学 / バイオインフォマティクス / システム生物学 / 生物回路 / 設計原理 / ロバストネス / 複雑性 / 合成生物学 / シミュレーション / ネットワーク
研究概要

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した。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した。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。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (22件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fluxmodule decomposition fbr parameterestimation in a multiple-fbedback loopmodel of biochemical networks2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Keisuke Ybshida,Keisuke Ybshida, Hirovuki Kurata
    • 雑誌名

      Bioprocess Biosyst. Eng

      巻: 36 ページ: 333-344

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flux module decomposition for parameter estimation in a multiple-feedback loop model of biochemical networks2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Keisuke Yoshida, Keisuke Yoshida, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Bioprocess Biosyst. Eng.

      巻: 36

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Web-based Parameter Estimation fbrDynamic Models2012

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Kazuhiro Maeda, YukiKato, Shinpei Tonami, Shogo Takagi,Hirovuki Kurata, CADLIVE Optimizer
    • 雑誌名

      Source Code fbr Biologyand Medicine

      巻: 7 ページ: 9-9

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Approximate PatternMatching in Two Dimensional Spaces toGrid Layout fbr Biochemical NetworkMaps2012

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Shinichi Shimozono,Hideaki Ybshida, .Hirovuki Kurata
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Symmetric Dual Feedback System Provides a Robust and Entrainable Oscillator.2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7

    • NAID

      120005698510

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological design principles of complex feedback modules in the E. coli ammonia assimilation system2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Masaki, Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Artificial Life

      巻: 18 ページ: 53-90

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CADLIVE Optimizer: Web-based Parameter Estimation for Dynamic Models2012

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Kazuhiro Maeda, Yuki Kato, Shinpei Tonami, Shogo Takagi, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Source Code for Biology and Medicine

      巻: 7 ページ: 9-9

    • NAID

      120005698504

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Approximate Pattern Matching in Two Dimensional Spaces to Grid Layout for Biochemical Network Maps2012

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Shinichi Shimozono, Hideaki Yoshida, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7

    • NAID

      120005698507

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Symmetric Dual Feedback System Provides a Robust and Entrainable Oscillator2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7:

    • NAID

      120005698510

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological design principles of complex feedback Modules in the E.coli ammonia assimilation system2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Masaki, Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Artificial Life

      巻: 18 ページ: 53-90

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CADLIVE Converter for constructing a biochemical network map2011

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Sayaka Tomeda, Shinpei Tonami, Yuki Shimokawa, Masayo Ono, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Biochem Eng J

      巻: 54 ページ: 200-206

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An integrative and practical evolutionary optimization for a complex, dynamic model of biological networks.2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Yuya Fukano, Shunsuke Yamamichi, Daichi Nitta, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Bioproc Biosys Eng

      巻: 34 ページ: 433-446

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quasi-multiparametersensitivity measure for robustness analysis of complex biochemical networks2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      J Theor Biol

      巻: 272 ページ: 174-186

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quasi-multiparameter sensitivity measure for robustness analysis of complex biochemical networks2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      J Theor Biol

      巻: 272 ページ: 174-186

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diffusion Model Based Spectral Clustering For Protein-Protein Interaction Networks2010

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Weijiang Li and Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 5

    • NAID

      120005698511

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of maximum entropy principle with Lagrange multipliers extends the feasibility of elementary mode analysis2010

    • 著者名/発表者名
      Quanyu Zhao, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 110 ページ: 254-261

    • NAID

      110007700578

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diffusion Model Based Spectral Clustering For Protein-Protein Interaction Networks2010

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Weijiang Li, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 5

    • NAID

      120005698511

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of maximum entropy principle with Lagrange multipliers extends the feasibility of elementary mode analysis.2010

    • 著者名/発表者名
      Quanyu Zhao, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 110 ページ: 254-261

    • NAID

      110007700578

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Computational framework for integration of metabolic flux analysis with its associated omics data2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata, Soma Tabata, Quanyu Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the 14th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS2012)
    • 発表場所
      Deagu, Korea
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Efficient Grid Graph Layout by Approximate Point-set Matching on the Plane2012

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Shimozono, Kentaro Inoue, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      IPSJ SIG Technical Report, 2012-BIO-30
    • 発表場所
      Iizuka(Oralpresentation)
    • 年月日
      2012-08-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 大腸菌アンモニア同化システムのダイナミックモデルの構築2012

    • 著者名/発表者名
      前田和勲,倉田博之
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告,2012-BIO-30
    • 発表場所
      飯塚(Oralpresentation)
    • 年月日
      2012-08-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] The effect of implementing objective functions in analyzing the changes of enzyme activity profiles2012

    • 著者名/発表者名
      Noorlin Mohd Ali, Kentaro Inoue, Soma Tabata, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      IPSJ SIG Technical Report, 2012-BIO-30
    • 発表場所
      Iizuka(Oralpresentation)
    • 年月日
      2012-08-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Computational framework for integration of metabolic flux analysis with its associated omics data2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata, Soma Tabata, Quanyu Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the 8th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology and 1st International Conference on Coastal Biotechnology
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      2012-07-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] アンモニア同化システムのダイナミックモデルの開発2012

    • 著者名/発表者名
      前田和勲, 倉田博之
    • 学会等名
      化学工学会第77年会
    • 発表場所
      工学院大学,東京
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Metabolic Engineering for Systematic Organization and Analysis of Complex Metabolic Networks2012

    • 著者名/発表者名
      Md. Bahadur Badsha, Nusrat Jahan, Md. Nurul Haque Mollah, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      Proceedings of the International Conference on Statistical Data Mining for Bioinformatics Health Agriculture and Environment
    • 発表場所
      University of Rajshahi, Bangladesh
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Sequential Extraction of Several Gene-sets with Proper Groups of Individuals for Gene Expression Data Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Md. Bahadur Badsha, Nusrat Jahan, Md. Nurul Haque Mollah, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      Proceedings of the International Conference on StatisticalData Mining for Bioinformatics Health Agriculture and Environment
    • 発表場所
      University of Rajshahi, Bangladesh
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Metabolic Engineering for Systematic Organization and Analysis of Complex Metabolic Networks,2012

    • 著者名/発表者名
      Md. Bahadur Badsha, Nusrat Jahan, Md. Nurul Haque Mollah, Hiroyuki Kurata,
    • 学会等名
      Proceedings of the International Conference on Statistical Data Mining for Bioinformatics Health Agriculture and Environment
    • 発表場所
      Bangladesh
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Sequential Extraction of Several Gene-sets with Proper Groups of Individuals for Gene Expression Data Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Md. Bahadur Badsha, Nusrat Jahan, Md. Nurul Haque Mollah, Hiroyuki Kurata, , University of Rajshahi, Bangladesh, 22-24 December 2012.
    • 学会等名
      Proceedings of the International Conference on Statistical Data Mining for Bioinformatics Health Agriculture and Environment
    • 発表場所
      Bangladesh
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Computational framework for integration of metabolic flux analysis with its associated omics data.2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata, Soma Tabata, Quanyu Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the14th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS2012)
    • 発表場所
      Deagu, Korea
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Computational framework for integration of metabolic flux analysis with its associated omics data.2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata, Soma Tabata, Quanyu Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the 8th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology and 1st International Conference on Coastal Biotechnology
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Maximum entropy principle optimizes the large-scale elementary modes for a broad raqgne of genetic mutants2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata, Quanyu Zhao
    • 学会等名
      Asian Congress on Biotechnology
    • 発表場所
      Shanghai
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Robustness Analysis of Feedback Systems of Circadian Rhythm2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      IPSJ SIG Technical Report, 2011-BIO-24
    • 発表場所
      Kyoto(Oral presentation)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Hybrid Layout Algorithm using Approximate Pattern Matching in Two Dimensional Space for BiochemicalNetwork Layout2011

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Shinichi Shimozono, Hideaki Yoshida and Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      IPSJ SIG Technical Report, 2011-BIO-24
    • 発表場所
      Kyoto(Oral presentation)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Quasi-Multiparameter Sensitivity Analysis reveals Remarkable Robustness of Dual Feedback Circadian Oscillators.2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      The 11-th international Conference on Systems biology
    • 発表場所
      Edinburgh
    • 年月日
      2010-10-16
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] CADLIVE: Data Integrator with Network Layout Module2010

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Shin Shimozono, Hideaki Yoshida, Sayaka Tomeda, Kazuya Fukami, Shinpei Tonami, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      The 11-th international Conference on Systems biology
    • 発表場所
      Edinburgh
    • 年月日
      2010-10-16
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 多様な遺伝子組換え微生物における代謝流束分布の新規な予測法2010

    • 著者名/発表者名
      倉田博之, 田畑総真
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] An integrative and practical strategy for optimizing a large-scale dynamic model of biochemical systems2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Yuya Fukano, Daichi Nitta, Shunsuke Yamamichi, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      The 9-th International Conference on Bioinformatics (InCoB2010)
    • 発表場所
      Tokyo(Oral presentation)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] An optimization aiming for diverse parameter sets of a large-scale and dynamic model of biochemical networks.2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Minamida, Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      The 9-th International Conference on Bioinformatics (InCoB2010)
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of elementary mode-based algorithms for designing a metabolic system.2010

    • 著者名/発表者名
      Souma Tabata, Quanyu Zhao, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      The 9-th International Conference on Bioinformatics (InCoB2010)
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] A Novel Spectral Clustering of Protein Interaction Networks.2010

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Hiroyuki Kurata
    • 学会等名
      The 9-th International Conference on Bioinformatics (InCoB2010)
    • 発表場所
      Tokyo(InCoB2010 Best Poster Award)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] In: Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare: Interdisciplinary Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata, Modularity of biochemical networks
    • 出版者
      IGI Global, Hershey, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare: Interdisciplinary Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      IGI Global
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Modularity of biochemical networks In : Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare : Interdisciplinary Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      IGI Global
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] システム工学的アプローチを用いた細胞設計,In抗体医薬のための細胞構築と培養技術(ファインケミカルシリーズ)2010

    • 著者名/発表者名
      倉田博之, 監修:大政健史
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] CADLIVE

    • URL

      http://www.cadlive.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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