2023 Fiscal Year Research-status Report
新規な還元力供給システムを利用した二酸化炭素からの生分解性プラスチック合成
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21K17908
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮原 佑宜 東京工業大学, 物質理工学院, 特任助教 (00837768)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 水素酸化細菌 / 独立栄養培養 / ポリヒドロキシ酪酸 / 亜リン酸でヒドロゲナーゼ / 還元力供給システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素酸化細菌Ralstonia eutrophaは、水素、酸素、二酸化炭素の混合ガスを基質として、独立栄養的に増殖可能であり、細胞内にポリヒドロキシ酪酸[P(3HB)]を蓄積する。P(3HB)は、海底でも分解可能な生分解プラスチックとして知られており、このため、二酸化炭素の資源化および環境低負荷材料の創成という観点から、水素酸化細菌の独立栄養培養に注目が集まっている。しかしながら、既存の培養方法では、水素ガスによる爆発の危険性が存在するという問題がある。本研究では新規な還元力供給システムを構築し、安全な独立栄養培養系の確立を目的とする。
昨年度は、水素ガスを用いない培養方法として、ギ酸および亜リン酸を炭素源および炭酸固定の還元力として利用することを検討した。その結果、ギ酸を唯一の炭素源として水素酸化細菌R. eutrophaが増殖することを確認した。さらに、亜リン酸デヒドロゲナーゼを発現する組換え水素酸化細菌を亜リン酸含有培地で培養することで、P(3HB)含有率が増加した。これにより、亜リン酸の酸化反応によって生成した還元力が、P(3HB)生産に利用された可能性が示唆された。
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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
ギ酸を用いることで、水素ガスを使用しない安全な培養を実施することができた。さらに、亜リン酸の酸化反応を利用した新規な還元力供給システムにより、P(3HB)生産を強化することに成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ギ酸を炭素源とした独立栄養培養の効率化を図るために、別の生物種から高い活性を有するギ酸デヒドロゲナーゼを取得し、水素酸化細菌の細胞内での異種発現を試みる。また、亜リン酸デヒドロゲナーゼを用いた還元力供給システムを強化するために、既存の酵素にランダム変異導入を行い、酵素活性が向上した変異体酵素の開発を行う。
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| Causes of Carryover |
人工遺伝子の取得が遅れ、その後の操作で使用予定であった遺伝子試薬や分析費用が発生しなかったため次年度使用額が生じた。次年度は、効率的に研究を進めるために遺伝子の人工合成や遺伝子操作キットの購入費用に充てる予定である。
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