2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of photosynthetic methane production by hydrogen production in green sulfur bacteria
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
18H05181
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
浅井 智広 立命館大学, 生命科学部, 講師 (70706564)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 緑色硫黄細菌 / ヒドロゲナーゼ / 光合成水素生産 / メタン菌 / 共培養 / 光合成メタン生産 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、ヒドロゲナーゼを異種発現した緑色硫黄細菌の絶対嫌気的な光合成水素生産系と、メタン生成菌の異化的メタン生成を生物学的に融合させ、独立栄養的にメタンを生産する生物学的システム「光合成メタン生産系」の構築を目指している。水素発生する緑色硫黄細菌とメタン生成菌の持続的且つ堅牢な共培養系を構築することが、目下、最大の目的である。
緑色硫黄細菌とメタン生成菌はお互いよく似た組成の培地で増殖する。光合成水素生産系を構築した緑色硫黄細菌Chlorobaculum tepidumは中程度好熱菌であるため、共培養するメタン生成菌も好熱性の種が良いと考え、当初はMethanothermobacter thermautotrophicusを共培養のパートナーの候補としていた。しかし、C. tepidumの増殖は非常に速く、M. thermautotrophicusは相対的な増殖速度が遅すぎることがわかった。そのため、共培養系においてM. thermautotrophicusは競争力に欠け、十分に増殖できないままに、メタン生成もほとんど観測できなかった。
そこで、C. tepidumの増殖を抑えつつ、メタン生成菌の増殖速度を相対的に情報させるため、より低い培養温度で指摘増殖となる中温性のメタン生成菌Methanococcus maripaludisに共培養パートナーの候補を切り替えた。M. maripaludisはその生育至適温度において、高濃度のギ酸やH2/CO2混合気相中で、C. tepidumに匹敵する非常に速い増殖を示した。共培養の結果、お互いに培地の資源を奪い合いながらも、両者の増殖が認められた。現在、萌芽的な結果ではあるものの、C. tepidumの光合成水素生産系に依存的なメタン生成量の上昇も観測されている。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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