文部科学省科学研究費補助金「新学術領域研究」平成23年度~27年度

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(合成生物学)

  1. ホーム
  2. 計画研究

計画研究

総括班

合成生物学の技術基盤構築

領域代表者
岡本 正宏(九州大学大学院農学研究院 教授)

研究項目A01(生物学班)

3つの計画研究があり、細胞を用いた合成生物学の分子生物学的技術基盤を担当する。

細胞応答制御のための人工遺伝子回路の開発(花井班)

研究代表者
花井 泰三(九州大学大学院農学研究院 准教授)
研究分担者
餐場 浩文(名古屋大学大学院生命農学研究科 准教授)
岡本 正宏(九州大学大学院農学研究院 教授)
濱田 浩幸(九州大学大学院農学研究院 助教)

生体分子10要素以下の少要素数で構成され、望みの動的挙動(経時的変化)を実現するための人工遺伝子回路を細胞内(in vivo)で構築する。

人工遺伝子回路による人工肝組織モデルの構築 (田川班)

研究代表者
田川 陽一 (東京工業大学大学院生命理工学研究科 准教授)
連携研究者
宮川 眞一(信州大学医学部 教授)

ES細胞・iPS細胞を利用し、分化系譜が明確にフォローできる組織培養肝組織形成システムを構築し、最終的には、人工遺伝子回路による組織培養高機能肝臓モデルの実現を試みる。

多要素からなる人工代謝経路の構築(柘植班)

研究代表者
柘植 謙爾 (慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科 特任講師)
連携研究者
板谷 光泰(慶應義塾大学環境情報学部 教授)

細胞中の代謝経路のような、多数(数10)の遺伝子が関与する複雑系において、各遺伝子発現量(酵素量)の量比を協調的に制御することでアウトプット(代謝産物量)を最大化するための回路、即ち“多因子“による“定常的”遺伝子発現の回路を構築する。

研究項目B01(工学班)

B01には3つの計画研究があり、無細胞系を用いた合成生物学の工学的技術基盤を担当する。

人工遺伝子回路の機能向上のための進化分子工学による生体分子の改良(木賀班)

研究代表者
木賀 大介 (東京工業大学大学院総合理工学研究科 准教授)
研究分担者
井上 丹(京都大学大学院生命科学研究科 教授)
連携研究者
齊藤 博英(京都大学次世代研究者育成センター 准教授)
木川 隆則((独)理化学研究所生命分子システム基盤研究領域)

無細胞系で、設計した人工遺伝子回路の機能が向上するための生体分子(タンパク質、RNA等)の改良(種々の生物種から生体分子を改良して組み合わせるなど)を行う。

人工遺伝子回路の機能評価のためのマイクロ流体プラットフォームの開発(Rondelez班)

研究代表者
ロンドレーズ ヤニック(東京大学生産技術研究所 特任准教授)
連携研究者
藤井 輝夫(東京大学生産技術研究所 教授)
金田 祥平(東京大学生産技術研究所 博士研究員)

設計した人工遺伝子回路の機能評価を網羅的・体系的に行うためのマイクロ流体システムの開発を行う。

無細胞タンパク質合成系で動作する人工遺伝子回路の構築(陶山班)

研究代表者
陶山 明 (東京大学大学院総合文化研究科 教授)
連携研究者
庄田 耕一郎(東京大学大学院総合文化研究科 助教)

無細胞タンパク質合成系を用いて、任意の遺伝子の転写産物がターゲットとする遺伝子の転写を制御できる仕組みを実現し、組み合わせることで、人工遺伝子回路を構築する。

研究項目C01(情報学班)

C01には2つの計画研究があり、合成生物学の情報科学的技術基盤を担当する。

数理モデルを用いた動的な人工遺伝子回路の設計と解析(山村班)

研究代表者
山村 雅幸 (東京工業大学大学院総合理工学研究科 教授)
連携研究者
小長谷 明彦(東京工業大学大学院総合理工学研究科 教授)
鈴木 泰博(名古屋大学大学院情報科学研究科 准教授)
小林 徹也(東京大学生産技術研究所 講師)
望月 敦史((独)理化学研究所望月理論生物学研究室 主任研究員)
高安 美佐子(東京工業大学大学院総合理工学研究科 准教授)
小野 功(東京工業大学大学院総合理工学研究科 准教授)

実験系計画研究(A01、B01)で用いる人工遺伝子回路の探索、機能解析を数理モデル(マルチフィジックス・マルチレイヤーモデル)を用いて行う。

多要素人工遺伝子回路のデザインオートメーション(伊庭班)

研究代表者
伊庭 斉志(東京大学大学院工学系研究科 教授)
連携研究者
萩谷 昌己(東京大学大学院情報理工学(系)研究科 教授)
ボレガラ ダヌシカ(東京大学大学院情報理工学(系)研究科 助教)

データベースに格納された遺伝子部品等の検索を行い、それらを組み合わせて人工遺伝子回路をデザインするためのツール等を実装した多要素人工遺伝子回路をデザインするための情報基盤の構築を行う。

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(合成生物学)