| 研究課題/領域番号 |
22K12247
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
前田 和勲 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (50631230)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| キーワード | 合成生物学 / 遺伝子回路 / 大腸菌 / 実験自動化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、人工遺伝子回路を活用して代謝ネットワークを時間的・定量的に制御することを目指している。人工遺伝子回路の効果を検証するため、医薬品の重要な前駆体であるシキミ酸生産に取り組む。シキミ酸生産は従来の代謝工学的手法でかなり効率化されている。人工遺伝子回路を使う新しい方法で、それを越える生産効率が達成できれば面白いと考えている。
遺伝子回路の設計には、計算機を利用した迅速な作成・検証・改良サイクルが不可欠である。これまでの遺伝子回路の検証プロセスは多くの時間を要していたが、我々は遺伝子回路自動設計システムを改良し、遺伝子回路のシミュレーションモデルだけでなく、それを実現するための塩基配列、及びその塩基配列を持つDNAを作成するための実験手順を自動的に生成することに成功した。特に、実験プロトコルの自動作成では、目的とする遺伝子回路を作成する上で必要最小限の鋳型DNAの提案などを行うことができる。これにより、遺伝子回路の動作検証において、遺伝子回路ごとに構築方法を設計する手間が大幅に低減できた。これは生物学の自動化において大きな進歩であると考えている。この他、大規模言語モデルを使ってSDSを解析することで安全な実験を支援するシステムなども開発した。
以上のアプローチにより、人工遺伝子回路を利用した代謝ネットワーク制御技術が、医薬品生産だけでなく、広範な生物工学分野での応用可能性を拓くことが期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2023年度は、遺伝子回路と代謝シミュレーションとの接続には至らなかったが、実験自動化・研究自動化の方面では大きな進捗があった。
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| 今後の研究の推進方策 |
実験自動化の研究を進めるとともに、遺伝子回路と代謝シミュレーションを接続するための方法論を開発する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
計算機などの物品の更新を先延ばしにしたために、次年度使用が生じた。2024年度には更新予定である。
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