酵素反応の選択性と多様性の情報解析

• 研究課題/領域番号: 26430198
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: システムゲノム科学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 荒木 通啓 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命准教授 (40396867)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: バイオインフォマティクス / 合成生物学 / 代謝工学

研究成果の概要

新規代謝経路を構築していく上で、未知・既知を問わず代謝経路中に必要とされる酵素遺伝子候補の選択は重要な課題の一つである。本研究では、このような酵素遺伝子をより効率的に選択していくために、各データベースに拡散した情報を当該目的に適した形式で統合した新たな酵素反応データベースを再構築した。これをもとに、酵素遺伝子の選択性と多様性を考慮しつつ、代表的な遺伝子配列の選択をサポートできる生物・化学情報解析並びに機械学習方法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] A Systematic Approach to Time-series Metabolite Profiling and RNA-seq Analysis of Chinese Hamster Ovary Cell Culture (2017)
  • 著者名/発表者名: Hsu, HH., Araki, M., Mochizuki, M., Hori, Y., Murata, M., Kahar, P., Yoshida, T., Hasunuma, T. and Kondo A.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 43518-43518
  • DOI: 10.1038/srep43518
  • NAID: 120006346139
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Application of LC-MS/MS analysis for time-lapse amino acid metabolomics analysis in CHO cell culture (2017)
  • 著者名/発表者名: Hsu, H.H., Hasunuma, T., Araki, M., Yoshida, T., Hori, Y., Murata, M., Kondo, A.
  • 雑誌名: Shimadzu Journal 巻: 5 ページ: 17-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted nucleotide editing using hybrid prokaryotic and vertebrate adaptive immune systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishida, K., Arazoe, T., Yachie, N., Banno, S., Kakimoto, M., Tabata, M., Mochizuki, M., Miyabe, A., Araki, M., Hara, K.Y., Shimatani, Z. and Kondo, A.
  • 雑誌名: Science 巻: 353 号: 6305 ページ: 6305-6305
  • DOI: 10.1126/science.aaf8729
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Improvement of oxidized glutathione fermentation by thiol redox metabolism engineering in Saccharomyces cerevisiae (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara, K.Y., Aoki, N., Kobayashi, J., Kiriyama, K., Nishida, K., Araki, M., Kondo, A.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 巻: 99 号: 22 ページ: 9771-9778
  • DOI: 10.1007/s00253-015-6847-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of genes involved in oxidative phosphorylation in yeast by developing a simple and rapid method to measure mitochondrial ATP synthetic activity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ye X, Morikawa K, Ho SH, Araki M, Nishida K, Hasunuma T, Hara KY, Kondo A.
  • 雑誌名: Microbial Cell Factories 巻: 14 号: 1 ページ: 56-56
  • DOI: 10.1186/s12934-015-0239-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] M-path: A Compass for Navigating Potential Metabolic Pathways (2015)
  • 著者名/発表者名: Araki, M., Cox III, RS., Makiguchi, H., Ogawa, T., Taniguchi, T., Miyaoku, K., Nakatsui M., Hara, K.Y., Kondo, A.
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 31 号: 6 ページ: 905-911
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btu750
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of bio-based fine chemical production through synthetic bioengineering (2014)
  • 著者名/発表者名: Hara, K.Y., Araki, M., Okai, N., Wakai, S., Hasunuma, T., Kondo, A.
  • 雑誌名: Microbial Cell Factories 巻: 13 号: 1 ページ: 173-173
  • DOI: 10.1186/s12934-014-0173-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 代謝経路デザインの限界 (2017)
  • 著者名/発表者名: 荒木通啓
  • 学会等名: 第11回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学（神奈川県、藤沢市）
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Design Platform for Metabolic Pathways (2016)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, T., Makiguchi, H. and Araki, M
  • 学会等名: 生命医薬情報学連合大会2016年大会
  • 発表場所: 東京国際交流館プラザ平成（東京都）
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] In Silico代謝設計ツールの開発とその展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木通啓
  • 学会等名: 農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸菌における1,4-ブタンジオール人工生合成経路の構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 江口晃一、工藤基徳、荒木通啓、石井純、山本浩明、近藤昭彦
  • 学会等名: 農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] インシリコ代謝経路設計基盤の展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木通啓、牧口大旭、小川哲平、近藤昭彦
  • 学会等名: 日本薬学会第136回年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 代謝デザインの展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木通啓
  • 学会等名: 第1回デザイン生命工学研究会
  • 発表場所: 東京工業大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-03-08
  • 招待講演
• [学会発表] Expanding the Scope of Metabolic Pathway In Silico (2016)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Araki
  • 学会等名: The 7th International Symposium of Innovative BioProduction Kobe (iBioK)
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-01-27
  • 招待講演
• [学会発表] スマートセル開発に向けたIT/AI技術の展望 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木通啓
  • 学会等名: 産業構造審議会 商務流通情報分科会 バイオ小委員会（第4回）
  • 発表場所: 経済産業省（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] バイオプロセスデザインプラットフォームの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧口 大旭、小川 哲平、荒木通啓
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
• [学会発表] M-Path＆PathPod：バイオプロセスデザインプラットフォームと統合型パスウェイデータベースシステム (2015)
  • 著者名/発表者名: 牧口大旭、小川哲平、近藤昭彦、荒木通啓
  • 学会等名: 第38回分子生物学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] M-path Database: Navigating Potential Metabolic Pathways (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川哲平、牧口大旭、中津井雅彦、Cox III, RS.、近藤昭彦、荒木通啓
  • 学会等名: M-path Database: Navigating Potential Metabolic Pathways
  • 発表場所: 京都大学（京都府・宇治市）
  • 年月日: 2015-10-29
• [学会発表] Development of M-path platform for Navigating Potential Metabolic Pathways (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, T., Makiguchi, H., Cox III, RS., Nakatsui M., Kondo, A., and Araki, M.
  • 学会等名: ISMB 2015
  • 発表場所: the Convention Centre Dublin【Dublin（Ireland）】
  • 年月日: 2015-07-10
• [学会発表] New approach for Metabolomics pathway analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Oshida, T., Ogawa, T., Yokoi, Y., Fukamachi, Y., Araki, M., Makiguchi, H.
  • 学会等名: ASMS2015
  • 発表場所: America's Center【St. Louis（USA）】
  • 年月日: 2015-05-31
• [学会発表] M-path: Construction of a Database for Expanded Metabolic Pathways (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, T., Makiguchi, H., Cox III, RS., Nakatsui M., Kondo, A., Taniguchi, T., Miyaoku, K. and Araki, M.
  • 学会等名: Active Enzyme Molecule 2014
  • 発表場所: Toyama International Conference Center, Toyama
  • 年月日: 2014-12-17 – 2014-12-19
• [学会発表] Meta-synthetic metabolism: in silico design of novel amino acids from all-organism data (2014)
  • 著者名/発表者名: Cox III, RS., Nakatsui M., Makiguchi, H., Ogawa, T., Kondo, A., Araki, M.
  • 学会等名: GIW ISCB-ASIA 2014
  • 発表場所: CBRC, Tokyo
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [学会発表] M-path: 拡張代謝パスウェイデータベースの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 牧口大旭、小川哲平、中津井雅彦、Cox III, RS.、近藤昭彦、谷口岳志、宮奥康平、荒木通啓
  • 学会等名: 第37回分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] 代謝設計基盤（M-path）によるバイオ合成スコープの拡張 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒木通啓
  • 学会等名: 合成生物工学シンポジウム
  • 発表場所: 神戸大学、神戸
  • 年月日: 2014-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] バイオプロセス合成経路データベース"M-path"の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川哲平、牧口大旭、谷口岳志、宮奥康平、中津井雅彦、Cox III, RS.、近藤昭彦、荒木通啓
  • 学会等名: 第３回生命医薬情報学連合大会
  • 発表場所: 仙台国際センター、仙台
  • 年月日: 2014-10-02 – 2014-10-04
• [学会発表] Computational platform for designing synthetic metabolic pathways (2014)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Araki
  • 学会等名: 7th International Congress on Biocatalysis
  • 発表場所: Hamburg University of Technology, Hamburg, Germany
  • 年月日: 2014-09-03
  • 招待講演
• [学会発表] Mpath: Computationally-Aided Design of Synthetic Metabolic Pathways (2014)
  • 著者名/発表者名: Cox III, RS., Nakatsui M., Makiguchi, H., Ogawa, T., Kondo, A., Araki, M.
  • 学会等名: SEED2014
  • 発表場所: Manhattan Beach, LA, USA
  • 年月日: 2014-07-14 – 2014-07-17
• [図書] 合成生物工学によるモノづくり微生物のデザインに向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 石井純、荒木通啓、中津井雅彦、崎濱 由梨、柘植 陽太、蓮沼 誠久、近藤 昭彦
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 生物工学会誌
• [図書] データベースからの再発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒木通啓
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 生物工学会誌（バイオミディア）
• [備考] M-path EN
  • URL: http://bp.scitec.kobe-u.ac.jp/m-path/en