インシュリン生産におけるファジィ制御の方法論的検討

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650752
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岸本 通雅 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00144436)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大政 健史 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00252586) ; 片倉 啓男 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50263207)
• Keywords: ファシイ制御 / 酵母 / インシュリン生産 / 二次元電気泳動 / プロダクションルール

Research Abstract

これまでに遺伝子組換え酵母の培養の制御に用いるファジィ制御システムを作成した。そのシステムのモデル実験系である、酵母によるアルコール生産に適用した。その結果、プロダクションルールやメンバーシップ関数も容易に作成でき、そのシステムを用いてアルコール生産に適用したところファジィ制御が有効に作用することを確認した。さらにメンバーシップ関数のチューニングに関するアルゴリズムも検討していったが、相互作用が複雑に絡みあっている場合には単締に誤差の傾向からチューニングすることは効果が少ないことが判明した。
次に遺伝子組換え酵母ATCC 20745を用いてインシュリン生産を行い、ウェスタンブロット、Elisa法等でインシュリン生産を測定したところ、生産量がかなり低く、かつ不安定であった。そのデータには一見再現性がなくそれに基づいてプロダクションルールやメンバーシップ関数の作成が容易でないことが判明した。それで菌体内の情報をメンバーシップ関数やプロダクションルールの作成に役立てられないだろうか検討することにし、2次元電気泳動に基づく菌体内蛋白質情報の利用を検討した。これまでに菌体内タンパクを示す二次元電気泳動状のスポットは300から500個程度得られるようになってきたので、培地成分の影響を検討したところ、ニューラルネットワークと組み合わせることにより培養状況を80%程度推定できることがわかってきた。

Research Products

• [Publications] 岸本通雅, 他5名: "Construction of a fuzzy control system for a bioreactor using biomass support particles"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 703. 1-7 (2002)
• [Publications] 堀内淳一, 岸本通雅: "Application of fuzzy control to industrial bioprocess in Japan"Fuzzy sets and systems. 128. 117-124 (2002)