生物の細胞の中では多くの代謝反応が同時に動いており細胞はエネルギーを獲得し自らを維持したり増殖したりしています。生物を利用した物質生産においては、細胞がエネルギーを得る仕組みや物質が変換される仕組みを利用しています。目的とする物質の生産を高度化するためには代謝をシステムとして最適化する必要があります。

私たちの研究室では微生物による物質生産を目的として、細胞を最適な状態に改良する手法の開発をおこなっています。細胞全体を見渡したゲノムスケール代謝反応モデルによる代謝状態をコンピューター上でデザインし、これを実現する育種を行っています。また、実験的手法とコンピューターによる解析を統合し、代謝フラックス解析を行っています。バイオリアクターにおいて利用する細胞の代謝状態を可視化する技術、光で代謝を制御する技術によって新しいバイオプロセス運転・監視の開発を行っています。タンパク質工学、進化工学とコンピューターサイエンスを統合し代謝反応を触媒するタンパク質の機能デザインにも挑戦します。

細胞の代謝状態を分析し、コンピューター予測し、細胞を望ましい状態に制御する、このようなウェット生物学とドライ生物学の両輪の研究の進展と生命の理解を通して、生物工学の革新を目指します。