Development of hydrogen-driven biorefinery platform by modification of energy metabolism

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K04853
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Yutaka Nakashimada 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 教授 (10281164)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 水素 / 二酸化炭素 / 合成ガス / エタノール / 発酵 / 好熱性微生物 / 遺伝子組み換え / カーボンリサイクル

Outline of Final Research Achievements

In this study, we looked for metabolic bottlenecks of a genetically engineered thermophilic microorganism that may produce ethanol from hydrogen (H2) and CO2. As a result of genetic engineering studies and metabolic engineering studies, it was suggested that highly efficient ethanol-producing bacteria can be produced by considering the intracellular redox balance and the amount of ATP produced.

Free Research Field

生物化学工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化石資源利用は近代文明構築に欠かせない役割を担った一方、二酸化炭素（CO2）などの温室効果ガス増加による地球温暖化を引き起こし、また将来的には化石資源の枯渇が懸念される。本研究から、H2およびCO2からのエタノール発酵の高効率生産には酸化還元バランスとATP生成量を考慮した育種戦略が必要であることがわかった。本成果は、エタノールなどの化成品原料物質の高効率発酵生産菌の開発に活用でき、CO2のリサイクル技術開発の基盤技術として貢献できる。