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CO2からバイオプラスチック 理研が生産量3倍にする方法を発見

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CO2からバイオプラスチック 理研が生産量3倍にする方法を発見

理化学研究所は、光合成を行う微生物「ラン藻」の遺伝子を改変し、バイオプラスチックの1種「ポリヒドロキシ酪酸(PHB)」の生産量を通常のラン藻に比べて約3倍増加させることに成功したと発表した。

今後、ラン藻を用いた効率的なPHBの生産メカニズムを確立することで、CO2を原料とした安定的なプラスチック供給が可能となると期待される。

光合成を行う微生物「ラン藻」は、窒素やリンの欠乏時に、光とCO2だけで、天然のポリエステルと呼ばれる、バイオプラスチックPHBを合成する。PHBは生物由来で、かつ生分解性を有するため、環境問題や資源問題の解決に貢献すると期待されている。しかし、これまでのPHB生産法では、細菌の培養に使う糖の価格変動が大きく、コスト面の問題があった。そこで、本研究グループは、ラン藻を用いた低コストで安定的なPHB生産法の開発に取り組んだ。

Rre37タンパク質量増加によるPHB増産

Rre37タンパク質量増加によるPHB増産

本研究グループはこれまでの研究から、環境変動に合わせ細胞を適切に変化させる「レスポンスレギュレーター」の1つで、ラン藻の炭素代謝を制御するタンパク質「Rre37」が、PHB生産に関与する可能性を見いだしていた。そこで、細胞内でRre37の量を増やすラン藻を遺伝子改変によって作製し、PHBの合成を行った。

その結果、PHBの生産量が通常のラン藻に比べて約2倍に増加した。また、研究グループが以前に発見したPHBの合成を促進する働きをもつタンパク質「SigE」を細胞内で同時に増やしたところ、PHBの生産量が約3倍に増加した。

今回の成果は、微細藻類によるCO2からのPHB生産の基盤作りにつながる。また、Rre37はPHB合成だけでなく、糖代謝や新しいハイブリッド型の代謝回路を制御するという興味深い事実も明らかになった。今後、ラン藻のPHB生産メカニズムの理解を深めることで、さらなるバイオプラスチックの増産につながると期待できる。

本研究成果は、JST戦略的創造研究推進事業個人型研究さきがけ(藻類バイオエネルギー領域)の一環として行われ、米国の科学雑誌『Plant Physiology』のオンライン版(2月12日)に掲載された。

【参考】
理化学研究所 - ラン藻のバイオプラスチック生産が3倍増

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