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Construction of a synthetic complex microbial system for chemical production

Research Project

Project/Area Number 20H02544
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

HANAI Taizo  九州大学, 農学研究院, 教授 (60283397)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywords合成生物学 / 人工遺伝子回路 / 合成代謝経路 / バイオ物質生産
Outline of Research at the Start

合成生物学的なアプローチを広く利用することで、バイオマスからの物質生産プロセスに必要とされる「糖化酵素の生産」、「生産された糖化酵素の細胞からの回収とバイオマスから単糖への変換」、「単糖からの物質生産」など、それぞれの工程を行う微生物を作製し、これらの微生物を混合培養することで、一つのバイオリアクター内で、これらすべての工程を自律的に行わせる全く新しい人工複合微生物系培養システムの構築を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We designed and constructed an E. coli strain that produces glycosyltransferases, destroys its own cells after the enzyme is fully produced, and releases the glycosyltransferases into the culture medium ("glycosylation/lysis strain"), Next, by co-culturing the glycosylation/lysis strain and the E. coli strain that produces the target substance from monosaccharides (target substance production strain), we constructed and improved a new process that realizes the processes of "production of glycolytic enzymes," "recovery of glycolytic enzymes from cells and saccharification of biomass," and "production of target substances from monosaccharides" in a single reactor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

一般的に、セルロース系バイオマスからの物質生産では、バイオマスの分解に必要な糖化酵素が必要となることが多く、糖化酵素の生産と精製を行う①酵素生産プロセス、バイオマスから単糖に変換する②糖化プロセス、③物質生産プロセスが必要となる。これらのプロセスの内、①および②における糖化酵素の生産・精製にかかるコストが全体の20%程度を占めることが、この方法の社会実装を妨げる大きな障害のうちの一つとなっている。そのため、本研究で構築するシステムが実現されれば、社会的なインパクトが高い原油由来の燃料や一般化学製品原料が、バイオマス由来の物質に取って代わることが可能となると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021 2020

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] 代謝工学による人工クオラムセンシングのダイナミクス拡張2022

    • Author(s)
      門脇潤,朝田捺暉,花井泰三,濱田浩幸,相馬悠希
    • Organizer
      日本生物工学会九州支部大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 合成代謝経路を導入した大腸菌による リコペン生産の基礎的検討2021

    • Author(s)
      清水絵理華、野間智也、濱田浩幸、原田尚志、花井泰三
    • Organizer
      日本生物工学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工luxシステムにnegative feedback loopを導入した遺伝子回路の構築2021

    • Author(s)
      門脇潤、濱田浩幸、花井泰三
    • Organizer
      日本生物工学会 九州支部大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工 lux システムの温度安定性の向上2020

    • Author(s)
      ジョンアイン、濱田浩幸、花井泰三
    • Organizer
      日本フードファクター学会・日本農芸化学会西日本支部合同大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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