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相馬 悠希(そうま ゆうき) データ更新日:2021.10.25



主な研究テーマ
定量メタボローム解析技術の開発と応用
キーワード:メタボロミクス、代謝工学、質量分析
2017.04~2021.03.
人工遺伝子回路を用いた細胞内代謝制御
キーワード:人工遺伝子回路、代謝流束制御、クオラムセンシング、メタボロミクス
2014.04~2017.03.
従事しているプロジェクト研究
ヒト定量メタボロミクスの実現に向けた安定同位体標準品群バイオプロダクション技術の開発 (九州大学学術研究・産学官連携本部 Qdai-jump Research Program)
2020.10~2021.03, 代表者:相馬悠希, 九州大学, 九州大学.
定量メタボロミクスのための安定同位体標識内部標準物質ケミカルライブラリ生産技術の開発 (JST研究成果最適展開支援プログラム A-STEP)
2020.10~2025.03, 代表者:松田貴意, SAILテクノロジーズ株式会社, SAILテクノロジーズ株式会社
九州大学
大陽日酸株式会社.
炭素中心代謝経路およびその制御機構の再構成による代謝流束容量の拡張 (九州大学学術研究・産学官連携本部 Qdai-jump Research Program)
2018.04~2019.03, 代表者:相馬 悠希, 九州大学生体防御医学研究所.
基礎科学研究助成/合成クオラムセンシングの実験室進化における表現型遷移の定量評価 (住友財団基礎科学研究助成)
2016.11~2018.11, 代表者:相馬 悠希, 九州大学生体防御医学研究所.
遊離脂肪酸を基幹化合物とする新たなバイオリピッドプラットフォームの開発 (JST戦略的創造研究推進事業ALCA)
2016.11~2021.03, 代表者:櫻谷英治, 徳島大学.
高効率バイオプロセスに向けた代謝制御リプログラムによる微生物表現型の可塑的制御 (科学研究費助成事業若手研究)
2018.04~2021.03, 代表者:相馬 悠希, 九州大学生体防御医学研究所, 九州大学生体防御医学研究所.
次世代メタボローム解析技術開発と応用 科学研究費補助金(新学術領域研究・研究領域提案型・計画研究)「代謝アダプテーションのトランスオミクス解析」
2017.06~2022.03, 代表者:馬場 健史, 九州大学生体防御医学研究所, 九州大学生体防御医学研究所.
研究業績
主要原著論文
1. Yuki Soma, Keigo Tsuruno, Masaru Wada, Atsushi Yokota, Taizo Hanai, Metabolic flux redirection from a central metabolic pathway toward a synthetic pathway using a metabolic toggle switch, METABOLIC ENGINEERING, 10.1016/j.ymben.2014.02.008, 23, 175-184, 2014.05, [URL].
2. Yuki Soma, Taizo Hanai, Self-induced metabolic state switching by a tunable cell density sensor for microbial isopropanol production, METABOLIC ENGINEERING, 10.1016/j.ymben.2015.04.005, 30, 7-15, 2015.07, [URL].
3. Yuki Soma, Yuri Fujiwara, Takuya Nakagawa, Keigo Tsuruno, Taizo Hanai, Reconstruction of a metabolic regulatory network in Escherichia coli for purposeful switching from cell growth mode to production mode in direct GABA fermentation from glucose, METABOLIC ENGINEERING, 10.1016/j.ymben.2017.08.002, 43, Pt A, 54-63, 2017.09, [URL], gamma-aminobutyric acid (GABA) is a drug and functional food additive and is used as a monomer for producing the biodegradable plastic, polyamide 4. Recently, direct GABA fermentation from glucose has been developed as an alternative to glutamate-based whole cell bioconversion. Although total productivity in fermentation is determined by the specific productivity and cell amount responsible for GABA production, the optimal metabolic state for GABA production conflicts with that for bacterial cell growth. Herein, we demonstrated metabolic state switching from the cell growth mode based on the metabolic pathways of the wild type strain to a GABA production mode based on a synthetic metabolic pathway in Escherichia coli through rewriting of the metabolic regulatory network and pathway engineering. The GABA production mode was achieved by multiple strategies such as conditional interruption of the TCA and glyoxylate cycles, engineering of GABA production pathway including a bypass for precursor metabolite supply, and upregulation of GABA transporter. As a result, we achieved 3-fold improvement in total GABA production titer and yield (4.8 g/L, 49.2% (mol/mol glucose)) in batch fermentation compared to the case without metabolic state switching (1.6 g/L, 16.4% (mol/mol glucose)). This study reports the highest GABA production performance among previous reports on GABA fermentation from glucose using engineered E. coli..
4. Hiroshi Honjo, Kenshiro Iwasaki, Yuki Soma, K. Tsuruno, Hiroyuki Hamada, T. Hanai, Synthetic microbial consortium with specific roles designated by genetic circuits for cooperative chemical production, Metabolic Engineering, 10.1016/j.ymben.2019.08.007, 55, 268-275, 2019.09, [URL].
5. Kosuke Hata, Yuki Soma, Toshiyuki Yamashita, Masatomo Takahashi, Kuniyo Sugitate, Takeshi Serino, Hiromi Miyagawa, Kenichi Suzuki, Kayoko Yamada, Takatomo Kawamukai, Teruhisa Shiota, Yoshihiro Izumi, Takeshi Bamba, Calibration-Curve-Locking Database for Semi-Quantitative Metabolomics by Gas Chromatography/Mass Spectrometry, Metabolites, 10.3390/metabo11040207, 11, 4, 207-207, 2021.03, [URL].
6. Yan-Yu Chen, Yuki Soma, Masahito Ishikawa, Masatomo Takahashi, Yoshihiro Izumi, Takeshi Bamba, Katsutoshi Hori, Metabolic alteration of Methylococcus capsulatus str. Bath during a microbial gas-phase reaction, Bioresource Technology, 10.1016/j.biortech.2021.125002, 330, 125002-125002, 2021.06, [URL].
7. Yuki Soma, Masatomo Takahashi, Yuri Fujiwara, Tamaki Shinohara, Yoshihiro Izumi, Taizo Hanai, Takeshi Bamba, Design of Synthetic Quorum Sensing Achieving Induction Timing-Independent Signal Stabilization for Dynamic Metabolic Engineering of E. coli, ACS Synthetic Biology, 10.1021/acssynbio.1c00008, 10, 6, 1384-1393, 2021.06, [URL].
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 相馬悠希 猪熊健太郎 田中勉 荻野千秋 近藤昭彦 岡本正宏 花井泰三, 合成代謝経路と細胞表層工学を利用した組換え大腸菌によるセロビオースからのイソプロパノール生産(生物工学論文賞), 2014.09, [URL].
2. 相馬 悠希 花井 泰三, 人工遺伝子回路の物質生産への応用, 2015.09, [URL].
主要学会発表等
1. Yuki Soma, Design of Microbial Cell Factories with Dynamic Gene Regulation, ASIAN SYNTHETIC BIOLOGY ASSOCIATION 2018 (ASBA2018), 2018.11, [URL].
2. 相馬 悠希, 篠原 玉樹, 藤原 由梨, 角田 一真, 秦 康祐, 和泉 自泰, 馬場 健史, 代謝動態制御を介して菌体集団規模を制御するQuorum Sensing型遺伝子回路の構築とメタボローム解析による機能評価, 第70回日本生物工学会大会, 2018.09, [URL].
3. Yuki Soma, Design of synthetic genetic circuit for dynamic metabolic engineering, 8thASIAN SYMPOSIUM ON INNOVATIVE BIO-PRODUCTION SINGAPORE (i-BioS), 2017.12, [URL].
4. Yuki Soma, Yuri Fujiwara, Taizo Hanai, Yoshihiro Izumi, Takeshi Bamba, Reprogramming of Collective Microbial Cell Behavior, The 27th Hot Spring Harbor International Symposium, 2017.10.
5. 相馬 悠希, 花井 泰三, 微生物表現型を制御する人工遺伝子回路設計, 第69回日本生物工学会大会, 2017.09, [URL].
6. Yuki Soma, Metabolomics on designed metabolic dynamics by synthetic genetic circuits, The 26th Hot Spring Harbor International Symposium, 2016.11, [URL].
7. 相馬 悠希, 合成クオラムセンシングによる自律的・局所的代謝流束制御, 10th Metabolome Symposium, 2016.10, [URL].
特許出願・取得
特許出願件数  3件
特許登録件数  0件
学会活動
所属学会名
American Society for Mass Spectrometry
公益社団法人日本生物工学会
学協会役員等への就任
2017.06~2019.03, 運営委員, 運営委員.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2018.09.05~2018.09.07, 第70回 日本生物工学会大会(2018), その他.
2018.12.01~2018.12.01, 第25回 日本生物工学会九州支部 鹿児島大会(2018), その他.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2021年度      
2020年度      
2019年度      
2018年度      
2017年度      
2016年度      
受賞
第21回生物工学論文賞, 公益社団法人日本生物工学会, 2012.09.
生物工学会若手会・夏のセミナー優秀ポスター賞, 公益社団法人日本生物工学会若手会, 2013.07.
生物工学会若手会・夏のセミナー優秀ポスター賞, 公益社団法人日本生物工学会, 2013.07.
第21回 生物工学論文賞, 公益社団法人日本生物工学会, 2013.09.
第21回日本生物工学会九州支部熊本大会学生賞, 公益社団法人日本生物工学会, 2014.12.
第10回生物資源環境科学府賞, 九州大学大学院, 2015.03.
生物資源環境科学府賞, 九州大学大学院, 2015.03.
第6回新化学技術研究奨励賞, 公益社団法人新化学技術推進協会, 2016.06.
第6回新化学技術研究奨励賞, 公益社団法人 新化学技術推進協会, 2017.06.
生物工学会若手会・夏のセミナー優秀ポスター賞, 公益社団法人日本生物工学会若手会, 2017.07.
12. 生物工学会若手会・夏のセミナー優秀ポスター賞, 公益社団法人日本生物工学会, 2017.07.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2014年度~2015年度, 特別研究促進費, 代表, 合成生物学における人工遺伝子回路を用いた細胞内代謝制御による物質生産効率の向上.
2017年度~2021年度, 新学術領域研究(研究領域提案型), 分担, 次世代メタボローム解析技術開発と応用.
2018年度~2020年度, 若手研究, 高効率バイオプロセスに向けた代謝制御リプログラムによる微生物表現型の可塑的制御.
寄附金の受入状況
2017年度, 公益社団法人 新化学技術推進協会, 第6回 新化学技術研究奨励賞/課題7:高効率物質生産に必要な新規バイオプロセスの構築に関する研究.
2016年度, 公益財団法人 住友財団, 2016年度 基礎科学研究助成/合成クオラムセンシングの実験室進化における表現型遷移の定量評価.
学内資金・基金等への採択状況
2020年度~2020年度, 九州大学学術・産学連携本部 (AiRIMaQ) QRプログラム (Qdai-jump Research Program) 令和2年度 わかばチャレンジ, 代表, ヒト定量メタボロミクスの実現に向けた安定同位体標準品群バイオプロダクション技術の開発.
2018年度~2018年度, 九州大学学術・産学連携本部 (AiRIMaQ) QRプログラム (Qdai-jump Research Program) 平成30年度 わかばチャレンジ, 代表, 炭素中心代謝経路およびその制御機構の再構成による代謝流束容量の拡張.

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