拠点に内包される技術・仕組み・機能等
目的
実生産の培養環境不安定性に頑強な（ロバスト）微生物を設計提案する
背景
- スケールアップで生産性が落ちる・・・
- ある濃度以上にいかない・・・
- 酵素活性が落ちる・・・
- 細胞内の状態がわからない・・・
「代謝・遺伝子発現変動を明確化」
「ボトルネック反応の解除アイデアの提案」
で、産業微生物創製の開発を加速！
情報解析依頼の窓口機能設置
拠点の強みとなる保有技術
01
代謝ダイナミクス予測を用いた改変すべき反応の提案
大腸菌・コリネ型細菌にて実証中。
02
情報解析モデルを用いたバイオ生産性の安定化に向けた候補遺伝子の提案
コリネ型細菌・糸状菌にて実証中。
03
AI代謝予測にもとづく高生産性を担保する培養キー因子・条件の提案
大腸菌・コリネ菌にて実証中。
04
分子シミュレーションおよび配列設計技術による目的酵素の高活性化
保有技術
培養予測モデル
情報解析モデル
AI代謝予測モデル
酵素設計モデル
- 細胞設計の指針
- 技術コンサルティング
研究分野
代謝ダイナミクス予測を用いた改変すべき反応の提案
目的
実生産の培養環境でも生産性が低下しない微生物の代謝改変を提案する
背景
- スケールアップで生産性が落ちる・・・
- 細胞内の状態がわからない
「全代謝反応モデルを用いた細胞の表現型および培養プロファイルの予測」で、実生産環境に頑強（ロバスト）な微生物の構築に貢献！
ベンチマーク
| 大学・公的研究機関 | ベンチャー企業 | 代謝ダイナミクス予測 | |
|---|---|---|---|
| 技術の充実度 | × ラボ研究のみ | △ 条件が限定される | ○ ラボレベルと実生産環境の 差異を可視化 他拠点らとも連携 |
| コスト感/契約形態 | △ 共同研究開発 が基本 | × 請負が主 | ○ 実生産問題に 直接取り組む形で実施 |
| 新規参入者への敷居の低さ | ○ | △ 完全外注 | ◎ 窓口機能の設置 |
強み / 特徴
不安定な培養環境においても生産性が低下しない細胞の代謝設計
- ラボレベルでの培養環境再現の提案
- 様々な宿主での適用性・実施経験
- オンラインでの技術相談から可能
- ラボレベルと実生産レベルの代謝状態の理解
- ゲノムスケール代謝モデル構築技術の保有
- 課題ごとに他技術・他拠点と連携体制維持
将来展望、マイルストン
- 技術の完成、検証による実績の獲得（2025年度末）
- 利用できる宿主の拡充（2025年度〜）
- 他拠点と連携関係を拡大、相互情報の共有
実生産現場の問題を解決できる技術のひとつに
発酵槽培養生産安定化のための遺伝子発現解析技術
目的
背景
- スモールスケールで開発したスマートセルが、スケールアップした際に想定したパフォーマンスを発揮しない
その克服のため、理想的な細胞状態と、その細胞状態を特徴づけている遺伝子を同定する技術を獲得する
- スモールスケール・ラージスケールで取得した遺伝子
- 発現データからの細胞状態推定
- データ点の生成
- 状態変化の推定と、遺伝子同定
ベンチマーク
| 従来の遺伝子発現解析技術 | 当該技術（目標） | |
|---|---|---|
| データ取得計画 | △ どのような細胞状態があるかが 予め分からないため 計画を立てることが難しい | ○ 細胞状態空間を可視化することによって、 不足しているデータを明確化 |
| データ量 | △ データ点を増やすしかない （計測していくしかない） | ○ 生成することで補う |
| スケールアップ | ○ 品質の高いデータが得られていれば機能 | ◎ 細胞状態の観点から、 スケールアップで実際に起こっている問題と解決策 （改変対象遺伝子）を同定 |
強み / 特徴
- 細胞状態の可視化、状態変化の推定
- データ点不足の解消
スモールスケールデータ：
パフォーマンスに差が出る条件で
遺伝子発現データを取得（細胞状
態が均質に近い想定）
ラージスケールデータ：
細胞状態が混合している想定
細胞状態の推定
典型的な細胞状態の推定
（パフォーマンスGood 〜Bad）
ラージスケールデータについては、細胞状態の組成を推計
データ点の生成
生成モデル（従来手法、
深層学習）によりデータ生成
状態変化の推定・遺伝同定
トラジェクタリ上での遺伝子発現変化を追跡
将来展望、マイルストン
AI代謝予測にもとづく高生産性を担保する培養キー因子・条件の提案
目的
実生産の培養環境不安定性に頑強な（ロバスト）微生物を設計提案に関し、
- 環境ロバストに寄与する培養条件、代謝反応の提案
- 更なる高生産に向けた培養因子、代謝改変の提案
で、産業微生物創製の開発加速！
強み/特徴１
新規有用酵素探索のための構造情報・Styleを追加した酵素探索技術
強み/特徴２
不安定な培養環境においても生産性が低下しない細胞の代謝設計
実現に向けて今後取り組むべきことや解決すべきこと
- 開発技術の確立（大腸菌・コリネ菌で実証。2026年前半）
- コリネ菌・糸状菌拠点へのプロトタイプAppの整備（2026年度）
- 実施中の産業界からの連絡、依頼に関する情報の整理＆共有（〜PJ終了時まで）
- 情報解析窓口の準備・ホームページの整備（2026年度）
目的酵素の高機能化・活性化
目的
背景
- 前プロジェクト（NEDOスマセル）で蛋白質の発現量・熱安定性を向上させる設計手法を開発。しかし、不溶化・失活する事例がたびたび発生した。
- 蛋白質を可溶化した状態で発現するための遺伝子配列設計法を確立する
- 低pH、酸化条件など、過酷な溶液環境でも可溶化した状態で存在できる変異体設計法を確立する
適用例 / 溶解度が低い蛋白質の生産
可溶画分での発現量向上
適用例 / 溶解度が低い蛋白質の生産
毒性の高い化合物が酵素と反応し失活
→変異体を設計、化合物存在中での安定性向上
活用方法
情報解析ラボの依頼窓口に登録する
→担当者より連絡
→技術指導契約締結後に開始（費用は個別に案内）