水素を合成する遺伝子の改変でバイオプラスチック原料の増産に成功

水素を合成する遺伝子の改変で

バイオプラスチック原料の増産に成功

平成２８年７月２０日

科学技術振興機構（ＪＳＴ）

明治大学

神戸大学

理化学研究所

詳細は、リンクを参照して下さい。

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ポイント

○ラン藻は光合成によって、水素や

　バイオプラスチックの原料となる

　有機酸（コハク酸、乳酸）を生産する。

○遺伝子改変で水素の生産を抑制すること

　で、有機酸の生産量を増加させた。

○食糧と競合する糖を使わずにコハク酸や

　乳酸を生産できたため食糧問題に影響を

　与えず、さらに温室効果ガス削減に

　貢献できる可能性もある。

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　ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業

において、明治大学 農学部の

小山内 崇　専任講師らは、

ラン藻の水素を合成する酵素の改変

によって、コハク酸と乳酸の増産に

成功しました。

　コハク酸や乳酸などの有機酸注１）は、

バイオプラスチック（バイオプラ）の

原料になります。

　コハク酸は主に石油から合成されて

いますが、近年、生物由来のコハク酸

「バイオコハク酸」の割合が増加して

います。

　生物由来の有機酸は、糖を用いた

微生物の発酵で作られており、

糖は食糧とも競合するため、

二酸化炭素からの直接生産が望まれて

います。

　本研究グループは、光合成によって

直接二酸化炭素を取り込むことができる

ラン藻（シアノバクテリア）に

着目しました。

　ラン藻は発酵時に水素を生産することが

知られています。

　本研究では、水素を合成する酵素の

活性を遺伝子改変によって低下させること

で、コハク酸、乳酸の生産量が

それぞれ５倍、１３倍に増加することを

明らかにしました。

　これによって、二酸化炭素を

バイオプラ原料に直接変換する

新しい方法が見いだされました。

　このような「光合成によるものづくり」

を発展させることで、将来的な

環境・エネルギー問題の解決に寄与する

ことが期待されます。

　この研究は、明治大学 農学部

飯嶋 寛子　共同研究員により進められ、

理化学研究所　平井 優美　

チームリーダー、

近藤 昭彦　チームリーダー、

白井 智量　副チームリーダー、

神戸大学 蓮沼 誠久　教授、

ポルト大学　タマニーニ　教授らの

研究グループと共同で行ったものです。

　本研究成果は、米国科学誌

「Ａｌｇａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ」に

近く掲載される予定です。

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　遺伝子の改変活躍しますね。

＞今回の研究では、水素を合成する酵素の

＞改変によって、コハク酸や乳酸などの

＞バイオプラ原料の生産を増加させること

＞に成功しました。

＞ラン藻を使ったバイオプラ生産では、

＞有機酸が細胞外に放出されることから、

＞細胞を集めて破壊する必要がありません。

＞一方で、現在工業生産されている

＞バイオコハク酸の生産量は５０ｇ／Ｌ以上

＞であるため、今後は、二酸化炭素からの

＞コハク酸、乳酸への変換効率を高めて

＞いくとともに、生産物の純度や

＞ラン藻培養の効率化、低エネルギー化、

＞生産物の効率的な回収・精製方法の

＞開発など、多角的な研究開発が

＞必要となります。

　新しいやり方が見つかったという

レベルですね。

　まだまだ商用化までには時間がかかり

そうです。