Tomokazu Shirai 研究室
主宰者:Tomokazu Shirai
理化学研究所
兼任:理化学研究所・RIKEN Center for Sustainable Resource Science
AI 要約(直近 5 年の研究成果)
Shirai研究室では、微生物の代謝経路を設計・改良することで、有用な化学物質をバイオテクノロジーで製造する方法を研究しています。研究の中心は、グルコースやグリセロールといった再生可能な原料から、医薬品原料や産業用化学物質(プラスチックの原料や有機酸など)を効率的に生産できるように、微生物の遺伝子組換えを行うことです。対象とする微生物は大腸菌や酵母、バチルス菌、光合成細菌など多様であり、各微生物の特性に合わせた戦略を採用しています。
代謝経路の設計には、計算機による解析手法を活用しています。具体的には、フラックスバランス解析(代謝流の最適化を計算する方法)やデータベース探索などの生物情報学的手法を用いて、削除すべき遺伝子や導入すべき酵素を予測します。その後、予測した設計に基づいて実際に遺伝子を改変した菌株を構築し、培養実験で生産性を評価します。さらに、13Cで標識した炭素源を用いたトレーサー実験により、菌の内部でどのように物質が変換されているかを追跡し、設計と実測の結果を比較してシステムを改善する、という反復的なサイクルを展開しています。
この研究を通じて、植物から抽出する従来法に代わり、微生物の細胞工場化による持続可能な化学物質製造の実現を目指しています。
※ AI(Claude)が、公開されている論文要旨から研究の問い・手法・主要な発見を事実情報として抽出・再構成して自動生成しています。誤りを含む可能性があるため、正確性は研究室公式情報でご確認ください。
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- DOI: https://doi.org/10.1186/s13036-022-00320-w
- DOI: https://doi.org/10.1093/plphys/kiac602
- DOI: https://doi.org/10.3390/biom12050620
- DOI: https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c07252
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- DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-22504-6
- [2021] Reprogramming Escherichia coli pyruvate-forming reaction towards chorismate derivatives productionDOI: https://doi.org/10.1016/j.ymben.2021.05.005
- DOI: https://doi.org/10.1021/acssynbio.1c00234
- DOI: https://doi.org/10.1186/s12934-021-01688-y
- DOI: https://doi.org/10.2323/jgam.2020.10.001
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