代謝工学とは代謝経路の改変と解析に関わる学問およびその技術のことです。当研究グループでは長年にわたって蓄積してきた情報と技術に基づき、目的の物質を高効率に生産する微生物を数多く産み出してきました。

代謝改変

高効率の生産菌株を得るには複数の遺伝子を破壊、もしくは導入することが必要です。また、生産に直結する遺伝子の発現を厳密にコントロールしたり酵素機能を改変したりすることも高効率化への鍵になります。実用レベルの経済性を追求すると、糖の取り込み速度向上や複数の糖の同時利用能付与、さらには生産物毒性耐性を付与することが重要になってきます。

＜改変手法の例＞

代謝解析

様々な条件 (温度、pH、細胞内外物質濃度など)や遺伝子組換えなどによって変化する全転写産物の網羅的な解析をトランスクリプトーム解析と呼びます。当研究グループでは、Corynebacterium glutamicum R株のゲノム解析から得られた情報に基づき、全遺伝子の99.9%を搭載した独自のDNAマイクロアレイを作製しました。これを用いて、各条件における網羅的遺伝子発現解析を行っています。得られた発現情報から代謝経路の改変などを行い有用物質高効率生産菌株の構築を目指しています。

細胞内代謝経路は極めて複雑であり、さらにその経路における代謝物の流れは細胞内外の様々な要因によって瞬時に変化します。この複雑な流れを把握、制御することができれば目的生産物収量や生産速度の増加につながり、より高効率な物質生産が可能となります。当研究グループではこの細胞内物質を解析するメタボローム解析を行い、C. glutamicumを用いた物質生産の高効率化を目指しています。

＜網羅的解析からターゲット解析＞