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2014 年度 実績報告書

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
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。代謝化合物は、反応ペアの組合せにより構成される代謝経路を通して合成されており、その化学構造には各反応による構造変化の総和が記録されているものと解釈できる。本研究では、すでに化学・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開発しており、当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。

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

人工代謝経路のスコープの拡張に向けた基盤構築については概ね達成している。

今後の研究の推進方策

得られた代謝経路を統合したデータ形式に変換し、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について検討していく。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ていく。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ていく。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [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 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 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 ページ: 173

    • DOI

      10.1186/s12934-014-0173-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
  • [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
  • [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 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
    • 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
  • [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

    • URL

      bp.scitec.kobe-u.ac.jp/m-path/db/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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