教員情報 - 関口　達也 | 前橋工科大学

■ 現在の専門分野

生命、健康、医療情報学　（キーワード：システム生物学、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）

■ 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。

■ 研究室

システム生物学研究室：酵素反応の速度論的解析を行っています。そのために必要なアプリの開発や、微生物の代謝過程を数式で表現する方法の研究を行っています。

■ 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

■ 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。

■ 著書・論文歴

1.	2021	論文	WinBEST-KIT: Biochemical Reaction Simulator for Analyzing Multi-Layered Metabolic Pathways Bioengineering 8(8),pp.114_1-18 （共著）
2.	2020	論文	Mathematical analysis-based feasibility study of pre-emptive medicine for Staphylococcus aureus infectious disease: Early detection and antibiotic-free maintenance therapy BioSystems 198,pp.104238_1-8 （共著）
3.	2019	論文	A methodology for highly-reliable and efficient analysis of large-scale reaction networks Proceedings of the 16th International Conference on Molecular Systems Biology (ICMSB 2019) （共著）
4.	2019	論文	Inference of General Mass Action-Based State Equations for Oscillatory Biochemical Reaction Systems Using k-Step Genetic Programming Applied Mathematics 10(8),pp.627-645 （共著）
5.	2019	論文	Software tools for more efficient and simplified analysis of large-scale reaction networks Proceedings of the 16th International Conference on Molecular Systems Biology (ICMSB 2019) （共著）
6.	2019	論文	WinBEST-KIT: Biochemical reaction simulator that can define and customize algebraic equations and events as GUI components Journal of Bioinformatics and Computational Biology 17(6),pp.1950036_1-22 （共著）
7.	2018	論文	システム生物学のための統合解析シミュレータWinBEST-KITの開発前橋工科大学研究紀要 20,29-36頁（単著）
8.	2015	論文	WinBEST-KIT for analyzing multilayered biological systems Proceedings of the 14th Symposium of Biochemical Systems Theory (BST 2015) （共著）
9.	2011	論文	WinBEST-KIT for analyzing multilayer and multicellular systems Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Systems Biology (ISB 2011) pp.161-166 （共著）
10.	2009	論文	Kinetic Modeling and Sensitivity Analysis of Xylose Metabolism in Lactococcus lactis IO-1 Journal of Bioscience and Bioengineering 108(5),pp.376-384 （共著）
11.	2009	論文	Kinetic Modeling and Sensitivity Analysis of Xylose Metabolism in Lactococcus lactis IO-1 Proceedings of the 6th International Joint Symposium between Japan and Korea （共著）
12.	2008	論文	Kinetic Study of Substrate Dependency for Higher Butanol Production in Acetone-Butanol-Ethanol Fermentation Process Biochemistry 43(12),pp.1452-1461 （共著）
13.	2008	論文	Lactococcus lactis IO-1によるキシロース代謝の動的モデル化と感度解析日本生物工学会大会講演要旨集 173,1Gp02頁（共著）
14.	2007	論文	Integrated comprehensive workbench for systems biology: Inference of genetic interaction and systems analysis of metabolic pathways Proceedings of the 11th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics, WMSCI 2007 pp.7-12 （共著）
15.	2007	論文	Kinetic Modeling and Sensitivity Analysis of Acetone-Butanol-Ethanol Production Journal of Biotechnology 131(1),pp.45-56 （共著）
16.	2007	論文	Kinetic modeling and sensitivity analysis of acetone-butanol-ethanol production Proceedings of the International Symposium on Clean Energy Technology (ISCET 2007) （共著）
17.	2007	論文	Sensitivity Analysis of Acetone-Butanol-Ethanol (ABE) Fermentation by Kinetic Model Proceedings of the 18th International Conference on Genome Informatics （共著）
18.	2007	論文	感度解析を用いたアセトン・ブタノール発酵の代謝解析日本生物工学会大会講演要旨集 217,2J16-1頁（共著）
19.	2006	論文	Kinetic modeling of metabolic pathways in acetone-butanol-ethanol production using novel simulator The 9th International Workshop on Regulation of Metabolism, Genetics, Development of the Solvent （共著）
20.	2006	論文	System Analysis using WinBEST-KIT ソフトウェアバイオロジー 5,pp.48-60 （共著）
21.	2006	論文	Wetな研究者はITに何を期待する? 日本生物工学会大会講演要旨集 7,1A-PM5頁（共著）
22.	2006	論文	WinBEST-KIT (Biochemical Reaction Simulator for Analyzing Metabolic Pathways): Application to the System Analysis of Acetone-Butanol-Ethanol Fermentation in Clostridium saccharoperbutylacetonicum 情報計算化学生物学会2006年大会（共著）
23.	2006	論文	WinBEST-KIT: Windows-based Biochemical Reaction Simulator for Metabolic Pathways Journal of Bioinformatics and Computational Biology 4(3),pp.621-638 （共著）
24.	2006	論文	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 84(7),271-274頁（共著）
25.	2005	論文	Kinetic Modeling of Metabolic Pathways in Acetone-Butanol-Ethanol (ABE) Fermentation Using Novel Simulator Proceedings of the 16th International Conference on Genome Informatics pp.120_1-120_2 （共著）
26.	2005	論文	WinBEST-KIT (Biochemical Reaction Simulator for Analyzing Metabolic Pathways): Application to the System Analysis of Acetone-Butanol-Ethanol Fermentation in Clostridium saccharoperbutylacetonicum Proceedings of Asia-Pacific Biochemical Engineering Conference 2005 (APBioChEC’05) SYS1-07,pp.1-4 （共著）
27.	2005	論文	代謝物質生産効率向上のためのシステム論的設計:アセトン・ブタノール醗酵を例にして酵素工学研究会講演会講演要旨集 53,pp.19-24 （共著）
28.	2004	論文	Modeling of metabolic pathway in Acetone-Butanol-Ethanol fermentation by BEST-KIT Proceedings of Industrial Applications of Renewable Resources A Conference on Sustainable Technology （共著）
29.	2004	論文	WinBEST-KIT: Biochemical Reaction Simulator in Which the Users Can Define and Register Original Mathematical Functions as Reaction Type Library Proceedings of International Conference on Molecular System Biology 2004 (ICMSB'04) （共著）
30.	2004	論文	アセトン・ブタノール(ABE)発酵の代謝経路のモデル化第36回化学工学会秋季大会（共著）
31.	2004	論文	アセトン・ブタノール発酵の高効率化と代謝解析第11回日本生物工学会九州支部大分大会（共著）
32.	2004	論文	情報工学的手法を用いたアセトン・ブタノール(ABE)発酵の代謝解析日本生物工学会大会講演要旨集 252,2K16-1頁（共著）
33.	2003	論文	BEST-KIT: Tool of Systematic Analysis of Nonlinear Reaction Networks Beyond Genome （共著）
34.	2003	論文	Development of the parameter-fitting module for web-based biochemical reaction simulator BEST-KIT Chem-Bio Informatics Journal 3(3),pp.114-129 （共著）
35.	2003	論文	生体内非線形反応解析シミュレータ BEST-KIT (Windowsバージョン) （共著）
36.	2002	論文	BEST-KIT: Biochemical Reaction Simulator in Which the Users Can Define Original Function Boxes as Reaction Type Library Proceedings of the 2nd International Conference on Metabolic Profiling （共著）
37.	2002	論文	BEST-KIT: Development of Biochemical Engineering System Analyzing Tool-KIT Process System Engineering Asia 2002 pp.357-362 （共著）
38.	2002	論文	Web-based BEST-KIT: Development of Web-based Biochemical Engineering System Analyzing Tool-KIT Chem-Bio Informatics Journal 2(1),pp.1-17 （共著）
39.	1999	論文	Biochemical neuron: hardware implementation of functional devices by mimicking the natural intelligence such as metabolic control systems Computers and Electrical Engineering 25,pp.421-438 （共著）
40.	1998	論文	RECOGNITION SYSTEMOF PATTERN SIMILARITY IN TIME SERIES SIGNALS USING NEURAL NETWORK BEING COMPOSED OF “BOICHEMICAL NEURONS” Proceedings of the 5th International Conference on Neural Information Processing (ICONIP'98) pp.1073-1077 （共著）
41.	1995	論文	Self-Organization in a Biochemical Neuron Network Physica D 84,pp.194-203 （共著）
42.	1995	論文	ナチュラルインテリジェンスを模倣した新機能素子の設計・開発：生体内代謝制御システムに学ぶシステム制御情報学会論文誌 8(8),331-343頁（共著）
43.	1993	論文	BIOCHEMICAL NEURON: APPLICATION TO NEURAL NETWORK STUDIES AND PRACTICAL IMPLEMENTATION OF DEVICE Modern Trends in Biothermokinetics pp.167-172 （共著）
44.	1992	論文	Biochemical switching device: application to neural network study and practical implementation of device Proceedings of International Symposium on Advanced Computing for Life-Science (ISKIT'92) pp.109-111 （共著）
45.	1992	論文	Information processing and practical implementation of “Biochemical Neuron” Proceedings of the First World Congress of Nonlinear Analysts (Ed. by V. Lakshmikantham) pp.3235-3244 （共著）
46.	1992	論文	Practical implementation of “Biochemical switching device”: Threshold-logic Device Capable Short-memory” 電子情報通信学会秋季大会講演論文集 6,pp.45 （共著）
47.	1992	論文	バイオケミカルニューロン計測自動制御学会誌 31(11),1197頁（共著）
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■ 講師・講演

1.

2016/11/16

酵素のはたらきー知っているようで知らない身近な物質ー

■ 社会における活動

1.

2012/04～

九州大学合成システム生物学研究センター合成代謝プロセス設計部門メンバー

■ 研究課題・受託研究・科研費

1.	2004/04～2006/03	システム生物学実験研究者のための生化学反応系解析シミュレータの設計・開発若手研究(B)
2.	2001/04～2003/03	生物情報学を学ぶ人のためのGUI操作による代謝経路解析シミュレータの開発若手研究(B)

■ 取得特許

1.

2009/10/01

動的解析器、動的解析装置、動的解析システム、動的解析方法、及びプログラム（特開2009-223370）

■ 学歴

1.

九州工業大学大学院情報工学研究科情報科学専攻修士課程修了博士（システム生命科学）

■ 職歴

1.	2022/04～	前橋工科大学工学部情報・生命工学群准教授
2.	2020/04～	前橋工科大学大学院工学研究科環境・生命工学専攻（博士課程）准教授
3.	2012/04～	前橋工科大学大学院工学研究科生命情報学専攻（修士課程）准教授
4.	2012/04～	前橋工科大学工学部生命情報学科准教授
5.	2010/04～2012/03	前橋工科大学工学部生命情報学科講師
6.	1997/04～2010/03	前橋工科大学工学部生命情報学科助手
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■ 所属学会

1.

日本バイオインフォマティクス学会