2015 Fiscal Year Annual Research Report
合成ガスプラットフォームによるバイオマスリファイナリー微生物触媒の開発
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25420832
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
中島田 豊 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (10281164)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | エタノール / 酢酸 / ホモ酢酸菌 / バイオガス / 合成ガス / 好熱性菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、好熱性偏性嫌気性微生物 M. thermoaceticaを宿主として、エタノールをモデル生産物とした高生産変異株の分子育種技術の開発、遺伝子導入・発現法の高度化、そして H2-CO2 を基質とした培養技術の検討課題を解決してゆくことにより、バイオガス（H2, CO, CO2）からの有用物質生産プラットフォームの有効性を明らかにすることを目的とした。
研究開始時、M. thermoaceticaへの遺伝子導入に必要な選択マーカー遺伝子はpyrFのみであったが、新たに、耐熱性カナマイシン耐性遺伝子を適切なプロモーターに連結することで、新規選択マーカーとして利用できることを示した。また、定量PCR法による主要一次代謝経路酵素遺伝子の転写解析、およびプロテオームによる発現解析によりプロモーター活性を網羅的に解析し、有望なプロモーターを耐熱性β-ガラクトシダーゼと連結、翻訳活性をカタログ化した。
さらに、本プラットフォームの有効性を示すために、M. thermoaceticaへのエタノール生産遺伝子を導入した変異株を作製した。M. thermoaceticaに、グルタルアルデヒド3リン酸脱水素酵素遺伝プロモーター制御下でアルコール生産遺伝子を導入しただけでは、糖質からのエタノール生産は見られなかったが、酢酸生成遺伝子を同時に破壊することにより、酢酸生成はほぼなくなり、著量のエタノールが生産された。しかし、本変異株のH2-CO2資化能は消失した。そこで代謝解析によりH2-CO2代謝経路の原因酵素を推定し、ボトルネックの解消を目指している。また、本変異株を用いたバイオマスモデル基質からの好熱エタノール生産に成功した。本変異株は糖を同時に添加することでH2-CO2資化能を回復したことから、糖と合成ガスの共発酵によるエタノール生産が期待できる。
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[Presentation] The Production of Ethanol with Metabolism Mutant of Thermophillic Bacteria Moorella thermoacetica ATCC390732015
Author(s)
Yuki Iwasaki, Koichiro Yoshida, Akihisa Kita, Shinsuke Sakai, Tomohiro Sho , Masahiro Saito, Katsuji Murakami, Takahisa Tajima, Junichi Kato, Yutaka Nakashimada
Organizer
The 4th Joint Conference on Renewable Energy and Nanotechnology
Place of Presentation
Matsuyama, Japan
Year and Date
2015-12-05 – 2015-12-07
Int'l Joint Research
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[Presentation] 合成ガス資化性好熱性細菌 Moorella thermoacetica 代謝変異株によるエタノール生産2015
Author(s)
吉田 嵩一郎, 岩崎 祐樹, 三好 佑季, 河合 優人, 喜多 晃久, 酒井 伸介, 庄 智裕, 斉藤 政宏, 村上 克治, 星野 保, 田島 誉久, 中島田 豊, 加藤 純一
Organizer
第67回 日本生物工学会 大会
Place of Presentation
鹿児島
Year and Date
2015-10-26 – 2015-10-28
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