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人工代謝経路のスコープの拡張

公募研究

研究領域動的・多要素な生体分子ネットワークを理解するための合成生物学の基盤構築
研究課題/領域番号 26119711
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関神戸大学

研究代表者

荒木 通啓  神戸大学, 自然科学系先端融合研究環重点研究部, 准教授 (40396867)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード合成生物学 / 代謝工学 / バイオインフォマティクス
研究実績の概要

代謝経路は、要素としての化合物情報・酵素情報とそれらを有機的に結びつける反応ペア情報により構成されており、多要素が相互作用する生体分子ネットワークの一つである。本研究では、すでに開発している化学・生物情報解析による網羅的な人工代謝経路の設計基盤をもとに化合物・酵素で構成される代謝ネットワークのスコープを多要素化の観点から有機的に拡張していくための検討を行った。具体的には、PubChemデータベースより様々な化合物群を網羅的に抽出し、各化合物に対して代謝経路を網羅的に設計していくことで、得られた代謝パスウェイ候補群を化合物データベースに関連づけた代謝設計プラットフォームを開発した。網羅的な代謝経路設計をもとに、マニュアルキュレーションを実施し、新規の酵素反応ならびにバイオ合成可能な化合物群を同定した。また、化合物種毎に体系化した独自の化合物データベースと代謝経路のユーザインターフェイスを統合した新たな人工代謝経路データベースを構築した。さらに、特定のモデル生物毎にウェブベースの代謝経路エディタを構築し、推定された人工代謝経路を既存の代謝経路に統合したデータ形式に変換することで、新たな拡張代謝パスウェイの再構築と視覚化を行うシステムを開発した。これを利用して、人工代謝経路の静的ネットワーク解析・代謝フラックス解析による評価方法を開発するとともに、得られた結果を視覚化できる基盤を開発した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 5件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Improvement of oxidized glutathione fermentation by thiol redox metabolism engineering in Saccharomyces cerevisiae2015

    • 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

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 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

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] M-path: A Compass for Navigating Potential Metabolic Pathways2015

    • 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

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of bio-based fine chemical production through synthetic bioengineering2014

    • 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

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Expanding the Scope of Metabolic Pathway In Silico2016

    • 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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] M-path Database: Navigating Potential Metabolic Pathways2015

    • 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
      生命医薬情報学連合大会2015年大会
    • 発表場所
      京都大学(京都府・宇治市)
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of M-path platform for Navigating Potential Metabolic Pathways2015

    • 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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] New approach for Metabolomics pathway analysis2015

    • 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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] M-path: Construction of a Database for Expanded Metabolic Pathways2014

    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Meta-synthetic metabolism: in silico design of novel amino acids from all-organism data2014

    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Computational platform for designing synthetic metabolic pathways2014

    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mpath: Computationally-Aided Design of Synthetic Metabolic Pathways2014

    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [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)
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] M-path

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] M-path server

    • URL

      http://bp.scitec.kobe-u.ac.jp/m-path/server/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] M-path

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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