数理モデルの誤差を細胞内のセンサー分子を使って補正する、コンピューターと細胞が協力するハイブリットなバイオプロセス制御システムを開発

国内外の共同研究チームは、微生物とコンピューターが連携して働く新たなバイオプロセス制御システムを考案し、シミュレーションでその有効性を実証しました。バイオプロセスでは、生産物を増やすために酵素の発現を促しますが、過剰な発現は微生物の生存に悪影響を及ぼすため、精密な制御が必要です。本研究では、数理モデルによる最適化と、大腸菌に組み込んだ代謝物センサーによるフィードバック制御を組み合わせ、数理モデルと実際の細胞拳動にずれ（モデル誤差）があっても高い生産効率を維持できる新たな制御手法を提案しました。今後は、複数の酵素制御や光遺伝学などの細胞操作技術との連携による応用展開が期待されます。