Graduate School of Information Science and Technology,
Osaka University
Shimizu Lab.
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Graduate School of Information Science and Technology,
Osaka University
Shimizu Lab.

Member

Hiroshi Shimizu

プロフィール

大阪大学大学院情報科学研究科代謝情報工学研究室教授



研究テーマ

  • 代謝工学　

  • バイオテクノロジー

  • バイオインフォマティクス　


  1. ゲノムスケールモデルに基づく代謝予測と物質生産株デザイン

  2. 代謝フラックス解析による細胞評価

  3. マルチオミクスデータに基づく分子育種

  4. 進化工学によるストレス耐性細胞の創製

  5. システムバイオテクノロジーによる細胞ダイナミクスの解析

  6. タンパク質工学と機械学習による酵素の機能改善


連絡先

〒565-0871 大阪府吹田市山田丘1-5 大阪大学大学院情報科学研究科代謝情報工学研究室

Tel: 06-6879-7446


経歴

平成2年4月：大阪大学工学部醗酵工学科 助手

平成2年7月：京都大学工学研究科化学工学専攻　工学博士

（発酵プロセスのオンライン計測と制御）

平成7年4月：大阪大学大学院工学研究科応用生物工学専攻 助教授

平成8年6月～平成9年6月

米国マサチューセッツ工科大学（MIT）化学工学科客員研究員（Gregory Stephanopoulos教授）

（微生物の代謝解析に関する研究）

平成14年4月大阪大学大学院情報科学研究科バイオ情報工学専攻 助教授

（微生物の代謝工学に関する研究）

平成15年4月大阪大学大学院情報科学研究科バイオ情報工学専攻代謝情報工学講座 教授

（微生物のin silico代謝デザインと代謝解析に基づく微生物創製とプロセス開発）

平成19年8月大阪大学大学院情報科学研究科副研究科長（平成23年8月まで）

平成23年8月大阪大学 評議員（情報科学研究科）（平成26年3月まで）

平成27年8月大阪大学未来戦略機構第四部門ヒューマンウェアイノベーション博士課程教育プログラム、部門長、コーディネータ（平成31年3月まで）

平成31年4月大阪大学国際共創大学院学位プログラム推進機構ヒューマンウェアイノベーション博士課程教育プログラム、部門長、コーディネータ


Publications

  1. Sugiki, S., Niide, T.*, Toya, Y., Shimizu, H.*, Machine learning-guided cofactor specificity conversion of malic enzyme sequence datasets partitioned by catalytic properties, ACS Synthetic Biology, 11(12), 3973-3985 (2022)
  2. Noguchi, S., Wakita, K., Matsuda, F., Shimizu, H.*, 13C Metabolic flux analysis clarifies distinct metabolic phenotypes of cancer cell spheroid mimicking tumor hypoxia, Metabolic Engineering, 73, 192-200 (2022)
  3. Yoshikawa, K., Ogawa, K., Toya, Y., Akimoto, S., Matsuda, F., Shimizu, H.*, Mutations in hik26 and slr1916 lead to high-light stress tolerance in Synechocystis sp. PCC6803, Communications Biology, 4, 343 (2021) 
  4. Kawai, R., Toya, Y., Miyoshi, K., Murakami, M., Niide, T., Horinouchi, T., Maeda, T., Shibai, A., Furusawa, C., Shimizu, H. *, Acceleration of target production in co-culture by enhancing intermediate consumption through adaptive laboratory evolution, Biotechnology Bioengineering, (2021)
  5. Toyoshima, M., Yamamoto, C., Ueno, Y., Toya, Y., Akimoto, S., Shimizu, H.*, Role of type I NADH dehydrogenase in Synechocystis sp. PCC 6803 under phycobilisome excited red light, Plant Science, 304, 110798 (2021)
  6. Tokuyama, K., Shimodaira, Y., Terawaki, T., Kusunose, Y., Nakai, H., Tsuji, Y., Toya, Y., Matsuda, F., Shimizu, H.*, Data science-based modeling of the lysine fermentation process, Journal Bioscience Bioengineering, 130(4), 409-415 (2020)
  7. Toyoshima, M., Toya, Y., Shimizu, H.*, Flux balance analysis of cyanobacteria reveals selective use of photosynthetic electron transport components under different spectral light, Photosynthesis Research 143(1), 31-43 (2020) 
  8. Sebastian Tommi Tandar et al., Optogenetic switch for controlling the central metabolic flux of Escherichia coli, Metabolic Engineering, 55: 68-75 (2019) 
  9. Nishiguchi, H. et al., Transomics data-driven, ensemble kinetic modeling for system-level understanding and engineering of the cyanobacteria central metabolism, Metabolic Engineering, 52: 273-283 (2019)
  10. Tokuyama, K, et al., Magnesium starvation improves production of malonyl-CoA-derived metabolites in Escherichia coli, Metabolic Engineering, 52: 215-223 (2019)
  11. Tokuyama, K., et al., Application of adaptive laboratory evolution to overcome a flux limitation in an Escherichia coli production strain, Biotechnology Bioengineering 115(6), 1542-1551 (2018) 
  12. Okahashi, N., et al., , Metabolic engineering of isopropyl alcohol-producing Escherichia coli strains with 13C-metabolic flux analysis, Biotechnology Bioengineering, 114(12), 2782-2793 (2017)
  13. Nakajima, T., et al., Integrated metabolic flux and omics analysis of Synechocystis sp. PCC 6803 under mixotrophic and photoheterotrophic conditions, Plant Cell Physiology, 55:1605 (2014)
  14. Shimizu, H.* and Toya, Y., Recent advances in metabolic engineering –integration of in silico design and experimental analysis of metabolic pathways, Journal Bioscience Bioengineering 132(5), 429-436, Virtual Special Issue (VSI) (2021)
  15. Toya Y., Shimizu, H., Flux controlling technology for central carbon metabolism for efficient microbial bio-production, Current Opinion in Biotechnology, 64, 169-174(2020)
  16. Toya, Y., and Shimizu, H., Flux analysis and metabolomics for systematic metabolic engineering of microorganisms, Biotechnology Advances, 31: 818-826 (2013)
  17. Shimizu, H. et al., BIOTECHNOLOGY, Wiley-VCH book series, Weinheim, Vol 5: Applied Bioengineering: Innovations and Future Directions, Omics integrations for the state analysis of microbial processes, pp. 201-236 (2017)
  18. 清水浩＊、計算機工学に基づく代謝設計とその有効性の実証に関する研究、生物工学会誌、97(1)、13-20(2019)
  19. 代謝工学―原理と方法論―、東京電機大学出版局、G. Stephanopoulos, A. Aristidou, J. Nielsen, 清水浩、塩谷捨明訳、(2002,6月)


受賞関係

  • 平成9年   日本生物工学会照井賞　「微生物培養プロセスの状態認識への知識工学的週報の応用」

  • 平成13年　日本バイオインダストリー協会　発酵と代謝研究奨励賞　「アミノ酸発酵の代謝工学に関する研究」

  • 平成19年　日本生物工学会論文賞 Precise Metabolic Flux Analysis of Coryneform Bacteria by Gas Chromatography-Mass Spectrometry and Verification by Nuclear Magnetic Resonance,Jour Biosci Bioeng, 102 (5), 413-424 (2006)

  • 平成23年　日本生物工学会論文賞 Differential importance of trehalose accumulation of Saccharomyces cerevisiae in response to various environmental stresses, Jour Biosci Bioeng, 109(3), 262-266 (2010)
  • 平成26年　日本生物工学会論文賞　In silico screening of triple reaction knockout Escherichia coli strains for overproductions of useful metabolites Jour Biosci Bioeng 115, 221 (2013)　
  • 平成30年　日本生物工学会論文賞 13C-metabolic flux analysis for mevalonate-producing strain of Escherichia coli, Jour Biosci Bioeng, 123(2), 177-182  (2017)
  • 平成30年　日本生物工学功績賞　「計算機工学に基づく代謝設計とその有効性の実証に関する研究」
  • 令和元年　大阪大学賞　教育部門「分野融合研究を推進する博士人材養成大学院教育プログラムへの貢献」
  • 令和3年　日本生物工学会論文賞　Data science-based modeling of the lysine fermentation process, Jour Biosci Bioeng, 130(4), 409-415 (2020)
  • 令和5年　日本生物工学会論文賞　Metabolic pathway engineering for the non-growth-associated succinate production in Escherichia coli based on flux solution space, Jour Biosci Bioeng , 134(1), 29-33 (2022)


国際誌編集委員

Bioprocess and Biosystems Engineering誌 編集委員（平成13年1月～現在に至る）

Applied Microbiology and Biotechnology誌 編集委員(平成16年7月～平成18年6月)

Journal of Bioscience and Bioengineering誌 編集委員(平成17年7月～平成21年6月)

Microbial Cell Factories誌　編集委員（平成28年～現在に至る）