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Study about electrochemical regulation of alcohol fermentation

Research Project

Project/Area Number 25871209
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Biofunction/Bioprocess
Applied microbiology
Research InstitutionCentral Research Institute of Electric Power Industry

Principal Investigator

HIRANO Shin-ichi  一般財団法人電力中央研究所, その他部局等, その他 (20392748)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsアルコール発酵 / 電気培養 / 還元力 / Clostridium / ブタノール / エタノール / トランスクリプトーム / 代謝制御 / 電子の流れ
Outline of Final Research Achievements

To date, we revealed supplying electrons from the electrode to Clostridium acetobutylicum by electrochemical cultivation significantly improved butanol productivity. In this study, transcriptome of C. acetobutylicum in cultivating experiment with electrolysis and that without electrolysis were compared to clarify the mechanism of increasing butanol production. Transcriptional levels of 472 genes (309 genes were increased, 163 genes were decreased) were changed among 10 min electrolysis. Based on these results, mechanisms for turning ON/OFF the gene expression and for increasing butanol production in C. acetobutylicum were estimated.
Moreover, in order to avoid inhibiting effect on fermentation by butanol, the organic solvent (oleyl alcohol) was overlaid on culture medium in electrochemical cultivation system (two-phase). Two-phase electrochemical cultivation system improved about 5 times production of butanol by C. acetobutylicum from one-phase electrochemical cultivation system.

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 有機性廃棄物のメタン発酵:電気化学的手法による高負荷運転時の反応安定性2014

    • Author(s)
      平野伸一
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 72 Pages: 488-489

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 電子の流れを切り口とした発酵制御と微生物腐食研究2015

    • Author(s)
      平野伸一、長岡亨、松本伯夫
    • Organizer
      日本農芸化学会 2015年度大会 シンポジウム「微生物と電子と金属の複雑な関係を解き明かす微生物腐食研究の最前線」
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 電気培養によるClostridium acetobutylicumのブタノール増産とそのメカニズム2014

    • Author(s)
      平野伸一、松本伯夫、大村直也
    • Organizer
      日本生物工学会 2014年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-11
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気培養法によるグリセロール廃液からのエタノール生産の促進2014

    • Author(s)
      椎葉千慧、平野伸一、松本伯夫、大村直也、安藤昭一
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学 生田キャンパス
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 電気培養法による微生物の代謝制御2014

    • Author(s)
      松本伯夫、平野伸一
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会 [シンポジウム]
    • Place of Presentation
      明治大学 生田キャンパス
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      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 電気培養によるグリセロール変換微生物Paenibacillus macerans NS-1株の代謝促進2013

    • Author(s)
      椎葉千慧、平野伸一、松本伯夫、大村直也、安藤昭一
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Clostridium acetobutylicumの二相式電気培養によるブタノール生産性の向上2013

    • Author(s)
      平野伸一、松本伯夫、大村直也
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
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  • [Remarks] タイテック 電気培養システム&電気培養アレイシステムシリーズ特設サイト

    • URL

      http://taitec.net/Tips/ElectricCulture.php

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  • [Remarks] 研究所 個人(研究)紹介HP

    • URL

      http://recruit.denken.jp/jobfile/filter05/

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    • URL

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    • URL

      http://recruit.denken.jp/jobfile/filer05/

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 微生物を利用したブタノール生産方法2014

    • Inventor(s)
      平野伸一、松本伯夫
    • Industrial Property Rights Holder
      電力中央研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-025671
    • Filing Date
      2014-02-13
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] パエニバチルス(Paenibacillus) 属細菌のグリセロール代謝促進方法2014

    • Inventor(s)
      平野伸一、松本伯夫
    • Industrial Property Rights Holder
      電力中央研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-031328
    • Filing Date
      2014-02-21
    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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