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Department of Civil and Environmental Engineering 社会環境工学科

関口 達也(せきぐち たつや)

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工学部/生命情報学科 准教授
大学院工学研究科/生命情報学専攻

専門分野 生物情報科学
担当授業科目

プログラミング言語‥演習Ⅱ シミュレーション工学 バイオ数値解析  生命情報学輪講 システム生物学特論

私のプロフィール

私はコンピュータを使って生物が生命活動を営むための仕組みを調べ、そこからわかってきたことを利用して、医療や工学に応用することに興味を持っています。また、それらを効率良く行うために必要なソフトウェアの開発をしています。

最終学歴 九州工業大学大学院
学 位 博士(システム生命科学) 修士(情報工学)
所属学会

日本バイオインフォマティクス学会

技術相談・講演・共同研究に応じられるテーマ

システム生物学実験研究者のための生化学反応シミュレータの設計・開発

キーワード

バイオインフォマティクス、コンピュータシミュレーション、生体生命システム情報学

現在取り組んでいる研究内容

生化学の発展により、細胞内の個々の代謝過程(酵素反応)の解析から大規模な代謝経路の解析へと進展し、代謝セットとしての機能解析が行なわれようとしている。これらの動向は、個々の反応の機能解析を進めても、必ずしも生体システムとしての機能が予測できるとは限らないという考えに基づいており、今後は生命のシステム論的解析(システムバイオロジーと呼ばれる)が進むと期待される。これらの解析には実験による証明が必要不可欠であるが、解析対象となる代謝経路が大きくなればなるほど膨大な費用と時間が必要となる。近年のコンピュータの性能の飛躍的向上により、従来では実現が困難であった大規模な代謝経路の動的挙動の予測が、コンピュータシミュレーションによって可能になったため、実験と併用することにより効率的に研究が進められるようになった。このため、生化学反応シミュレータの開発は、システムバイオロジーにおいて最重要研究対象の一つとなった。その研究成果として数多くのシミュレータが開発されている。しかしながら、それらを利用して生化学反応系モデルの構築や、実験結果から未知のパラメータの値の推定を行うには、情報科学的知識を数多く必要とするため、実験研究者の積極的な利用には至っていない。このような状況を打破するために、情報科学的知識を必要とせずに、実験研究者が解析対象である生化学反応系のモデルを容易に構築し、実験データの検証を行うことができる生化学反応シミュレータWinBEST-KITの設計・開発を行っている。開発したシミュレータは、グラフィカルユーザーインターフェースによって、生化学反応系モデルの構築を、ほとんど数式を意識せずに行うことができる。さらに、現時点では実際に生体内で起こる生化学反応系について、全ての反応機構が詳細に解明されているわけでないことから、実験研究者が、解析対象である生化学反応系の反応機構を試行錯誤しながら推定できるように、任意の反応様式を自由に定義、登録できるような機能も装備している。開発したシミュレータの利便性に関しては、すでに実験研究者が、大規模生化学反応系であるクロストリジューム属菌Clostridium saccharoperbutylacetonicum N1-4のアセトン・ブタノール・エタノール発酵の代謝モデルを構築し、システム解析を行っていることから示すことができる。

主な研究業績

論文

1) T. Sekiguchi and M. Okamoto, "System Analysis Using WinBEST-KIT", Software Biology, Vol.5, pp.48-60, (2006)

2) T. Sekiguchi and M. Okamoto, "WinBEST-KIT: Windows-based Biochemical Reaction Simulator for Metabolic Pathways", Journal of Bioinformatics and Computational Biology, Vol.4, No.3, pp.621-638, (2006)

3) H. Shinto, Y. Tashiro, M. Yamashita, G. Kobayashi, T. Sekiguchi, T. Hanai, Y. Kuriya, M. Okamoto and K. Sonomoto, "Kinetic Modeling and Sensitivity Analysis of Acetone-Butanol-Ethanol Production", Journal of Biotechnology, Vol.131, No.1, pp.45-56, (2007)

4) H. Shinto, Y. Tashiro, G. Kobayashi, T. Sekiguchi, T. Hanai, Y. Kuriya, M. Okamoto, K. Sonomoto, "Kinetic Modelling and Sensitivity Analysis of Xylose Metabolism in Lactoccocus lactis lO-1", Journal of Bioscience and Bioengineering, Vol.108, No.5, pp.376-384, (2009)

5) T. Sekiguchi and M. Okamoto, "WinBEST-KIT for Analyzing Multilayer and Multicellular Systems", Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Systems Biology (ISB 2011), pp.161-166, (2011)

その他

1) 花井泰三,小林元太,関口達也,牧幸浩,園元謙二,岡本正宏, "微生物工学分野へのバイオインフォマティクス", 生物工学会誌, Vol.84, No.7, pp.271-274, (2006)