| Project/Area Number |
22KF0007
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| Project/Area Number (Other) |
22F20391 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高須賀 太一 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70748409)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KUMAR VIJAY 北海道大学, 農学研究院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 共培養系 / 植物バイオマス分解性放線菌 / PHA生産菌 / 植物バイオマス分解菌 / PHA合成細菌 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、植物バイオマスを分解し、バイオプラスチックの一つであるポリハイドロキシアルカノエイト（PHA）を生産する微生物の作出を目的としている。そのため、２種類の異なる機能を持つ細菌、植物バイオマス分解性放線菌Streptomyces sp. SirexAA-Eと、PHA産生菌であるRalstonia eutrophaに着目した。S. sp. SirexAA-Eについては、ゲノム編集技術を用い、PHA合成に関わる遺伝子の導入を行い、R. eutrophaについては、植物バイオマス分解に必須なセルラーゼ等の遺伝子を導入する事で、植物バイオマスからPHA合成の一貫プロセスを確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
未利用植物性バイオマスを原料としたポリヒドロキシアルカノエート（PHA）の生産は、持続可能なPHAベースの生分解性バイオプラスチックを実現する理想的な方法と考えられる。本研究では、植物バイオマスをPHAに一貫生産することを目的とし、セルロース分解能力を持つ昆虫共生放線菌Streptomyces sp. SirexAA-EとPHAを生産する事で知られるPriestia megateriumの2つの特殊な細菌を共培養することによって、統合された生物変換を実証した。単独培養では、S. sp. SirexAA-EはPHAを生産しない事を確認し、またP. megateriumは植物ポリ糖類で生育しない事を確認した。一方、共培養を行ったところ、セルロース、キシラン、マンナンなどの精製された多糖類および植物バイオマス（ミスカンサス、トウモロコシの茎や葉）を単一炭素源とし、ポリ（3-ヒドロキシ酪酸）（PHB）の生産が確認できた。さらに、S. sp. SirexAA-EとP. megateriumの共培養によって、ミスカンサスあたり40 mgのPHBの生産を確認した。したがって、植物バイオマスを原料としたPHA一貫生産技術の実施可能性を示す事ができたと考える。本研究を実施した結果、特許の出願（特願2022-074-JP01 ）および、2023年にBioresource Technol誌への掲載を実績として報告済みである（Kumar et al., Bioresource Technol, 2023）。
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