2017 Fiscal Year Annual Research Report
Basic studies on innovative production process of biofuel by an extreme oligotroph
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16H04897
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
吉田 信行 静岡大学, 工学部, 准教授 (10273848)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新谷 政己 静岡大学, 工学部, 准教授 (20572647)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | oligotroph / Rhodococcus erythropolis / aldehyde dehydrogenase / submerged culture / bio-fuel |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 低栄養性に関するRhocococcus属細菌の比較ゲノム解析
R. erythropolis N9T-4株は炭素・窒素・硫黄源無添加の無機塩からなる固体培地で良好な生育を示す超低栄養性細菌である．本菌の低栄養性にはアルデヒド脱水素酵素をコードするaldAが低栄養性に重要な役割を果たすことが分かっているが，前年度このN9T-4株由来のaldAとそのプロモーター領域を，低栄養性の低いR. jostii RHA1株に導入することにより低栄養性を付与することができた．本年度は，さらに様々なRhodococcus属細菌への導入を試みた．その結果，バイオ燃料生産の有望株であるR. wratislaviensis DSM 44193株を低栄養化することに成功した．
2. N9T-4株を微生物バイオマスとしたバイオエタノール生産の試み
前年度はスポンジを持ちいたN9T-4株の効率的培養法を検討した．本年度はさらにスケールアップと条件検討を行い，液体培地での生育効率が10倍程度上昇した．本方法で培養した細胞から粗酵素液を抽出し，低栄養性に重要な役割を果たす酵素活性を測定した結果，これまでの結果とほぼ一致した．今回確立した培養法により，N9T-4株の細胞を得ることが非常に容易となったことは大きな成果である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1. 低栄養性に関するRhocococcus属細菌の比較ゲノム解析
本研究全体の最終目的は，超低栄養性細菌用いてバイオ燃料を生産する新規なプロセスを構築するということであり，本年度バイオ燃料生産有望株を低栄養化できる可能性を示したことは，非常に重要な知見である．最初に，研究計画ではいくつかの計画案を示し，状況を見て絞っていくということを記述したが，今後はこの「バイオ燃料生産有望株の低栄養化」に絞って研究を進めることができる．さらに研究を発展させていくことにより，当初の目的を達成できると考えている．
2. N9T-4株を微生物バイオマスとしたバイオエタノール生産の試み
スポンジを用いた液体培養法は前年度よりもスケールアップし，大量の菌体を容易に得ることに成功している．効率的な液体培養法が確立できたことは，本菌の基礎・応用研究いずれにおいても大きな成果であり，すでに本培養法を利用して上記1の研究を遂行中である．現在，本培養法について論文を投稿中である（5月に受理された）．
以上のように，研究成果自体は当初の研究計画以上に進展していると言えるのだが，対外的な研究成果発表が少ない点を考慮し，自己評価としては(2)の「おおむね順調に進展している」を選んだ．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画では，(1)本菌を「微生物バイオマス」とするバイオエタノールの生産，(2)遺伝子導入による他のバイオ燃料生産菌への低栄養性の付与，(3)代謝工学的なトリアシルグリセロールの生産，の３つの課題の可能性を並行して検討し，その過程で可能性が高いものに絞っていくという方法を示した．本年度でようやく(2)に絞って今後の研究を進めていく目途が立った．具体的には，まずは低栄養化したバイオ燃料生産有望株について，培養条件などを詳細に検討し，バイオ燃料として利用可能なトリアシルグリセロールの生産性を調べる．
また，(1)についてもN9T-4株内のトレハロースの蓄積に関して興味深い知見を得ているので，並行して少し検討を進める予定である．(1):(2)=5:1くらいの配分で研究を進めていく．
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