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廃棄ゴムからプラスチックへの直接変換:ハイブリッド型微生物変換系の開発と高効率化

研究課題

研究課題/領域番号 15H05639
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 環境農学(含ランドスケープ科学)
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

笠井 大輔  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (80452085)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2015年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード天然ゴム / ポリヒドロキシアルカン酸 / Nocardia属 / Rhizobacter属 / 構成的発現 / lcp遺伝子 / ゴム分解酵素 / Nocardia属細菌 / TetR型転写制御因子 / 転写制御因子 / PHA生産 / イソプレンオリゴマー / ゲノム編集 / 希少放線菌 / ゴム分解遺伝子 / オキシゲナーゼ / 天然ゴム分解酵素遺伝子 / 転写制御 / ポリイソプレン / 転写誘導 / 天然ゴム分解
研究成果の概要

本研究では、微生物を用いた廃棄ゴムからのプラスチック生産技術の開発を目指して、ゴムを強力に分解する細菌“E1株”とゴム分解時にプラスチックを生合成する細菌“NS21株”の機能解析を行った。その結果、本来、誘導的に発現するE1株のゴム分解遺伝子を構成的に発現させることでE1株のゴム分解能を強化できることが明らかとなった。また、NS21株のゴムからプラスチックへの変換に関わる一連の遺伝子群を推定した。以上の成果は、廃棄ゴムをプラスチックとして再生する資源循環技術の基盤構築に貢献すると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果を基盤として微生物を用いたゴム変換技術が確立されれば、これまで燃焼や埋立てによって処理されていた廃棄物の再資源化が可能となる。それは、将来的に増加が懸念されているゴム廃棄物による環境負荷の低減に貢献するだけでなく、既存のプラスチック製品を代替することで、枯渇が危惧されている化石資源からの脱却が可能となる。さらには、ゴム自体の付加価値が高まることで、我が国の主要産業の一つであるゴム・タイヤ産業の収益安定化ならびに持続的発展に寄与すると期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Complete genome sequence of natural rubber-degrading, gram-negative bacterium, Rhizobacter gummiphilus strain NS21T2019

    • 著者名/発表者名
      Linh Dao Viet、Gibu Namiko、Tabata Michiro、Imai Shunsuke、Hosoyama Akira、Yamazoe Atsushi、Kasai Daisuke、Fukuda Masao
    • 雑誌名

      Biotechnology Reports

      巻: 22 ページ: e00332-e00332

    • DOI

      10.1016/j.btre.2019.e00332

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ecological impact assessment of a bioaugmentation site on remediation of chlorinated ethylenes by multi-omics analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Watahiki Saori、Kimura Nobutada、Yamazoe Atsushi、Miura Takamasa、Sekiguchi Yuji、Noda Naohiro、Matsukura Satoko、Kasai Daisuke、Takahata Yoh、Nojiri Hideaki、Fukuda Masao
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 65 号: 5 ページ: 225-233

    • DOI

      10.2323/jgam.2018.10.003

    • NAID

      130007769150

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2,3-Dihydroxybenzoate meta-Cleavage Pathway is Involved in o-Phthalate Utilization in Pseudomonas sp. strain PTH102019

    • 著者名/発表者名
      Kasai Daisuke、Iwasaki Takumi、Nagai Kazuki、Araki Naoto、Nishi Tatsunari、Fukuda Masao
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1253-1253

    • DOI

      10.1038/s41598-018-38077-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Natural Rubber Degradation Gene in Rhizobacter gummiphilus NS212017

    • 著者名/発表者名
      Kasai, D., Imai, S., Asano, S., Tabata, M., Iijima, S., Kamimura, N., Masai, E., Fukuda, M.
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem

      巻: 81 号: 3 ページ: 614-620

    • DOI

      10.1080/09168451.2016.1263147

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization and functional expression of a rubber degradation gene of a Nocardia degrader from a rubber-processing factory2017

    • 著者名/発表者名
      Linh, D.V., Huong, N.L., Tabata, M., Imai, S., Iijima, S., Kasai, D., Anh, T.K., Fukuda, M.
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 123 号: 4 ページ: 9-12

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2016.11.012

    • NAID

      40021178797

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] γ-Resorcylate catabolic-pathway genes in the soil actinomycete Rhodococcus jostii RHA12015

    • 著者名/発表者名
      Kasai, D., Araki, N., Motoi, K., Yoshikawa, S., Iino, T., Imai, S., Masai, E., Fukuda, M.
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol.

      巻: 81 号: 21 ページ: 7656-7665

    • DOI

      10.1128/aem.02422-15

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ゴム分解菌Actinoplanes sp. OR16株の完全ゲノム解読とゴム分解遺伝子の同定2019

    • 著者名/発表者名
      儀武菜美子、須田大登、Dao Viet Linh、福田雅夫、笠井大輔
    • 学会等名
      ゲノム微生物学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ゴムの添加により優占化する細菌叢の解析2019

    • 著者名/発表者名
      新朋香、儀武菜美子、須田大登、平方悠河、山口隆司、黒田恭平、笠井大輔
    • 学会等名
      ゲノム微生物学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ゴム分解菌Rhizobacter gummiphilus NS21T株の網羅的転写量解析によるゴム分解遺伝子の同定2019

    • 著者名/発表者名
      Dao Viet Linh、田端理朗、儀武菜美子、今井俊輔、細山哲、山副敦司、福田雅夫、笠井大輔
    • 学会等名
      ゲノム微生物学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of 2,6-Dihydroxybenzoate Catabolic Pathway Gene Cluster in Rhodococcus jostii RHA12019

    • 著者名/発表者名
      Namiko Gibu, Masao Fukuda, and Daisuke Kasai
    • 学会等名
      International Workshop on Biotechnology (Hanoi)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of natural rubber degradation gene in Rhizobacter gummiphilus NS212019

    • 著者名/発表者名
      Daito Suda, Dao Viet Linh, Masao Fukuda, and Daisuke Kasai
    • 学会等名
      International Workshop on Biotechnology (Hanoi)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Actinoplanes sp. OR16株のゴム分解遺伝子の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      須田 大登、Dao Viet Linh、福田 雅夫、笠井 大輔
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rhodococcus jostii RHA1株のビフェニル代謝能向上を目指した転写制御因子の解析2018

    • 著者名/発表者名
      儀武菜美子、福田 雅夫、笠井 大輔
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of natural rubber degradation gene in Rhizobacter gummiphilus NS212016

    • 著者名/発表者名
      笠井大輔、今井俊輔、田端理朗、上村直史、政井英司、福田雅夫
    • 学会等名
      International BioFest 2016
    • 発表場所
      オーストラリア、メルボルン
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of rubber degradation by a Rhodococcus rubber degrader2016

    • 著者名/発表者名
      Dao Viet Linh、今井俊輔、田端理朗、笠井大輔、福田雅夫
    • 学会等名
      International BioFest 2016
    • 発表場所
      オーストラリア、メルボルン
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 天然ゴム分解菌Rhizobacter gummiphilus NS21株のポリイソプレン代謝酵素遺伝子群の解明2016

    • 著者名/発表者名
      笠井大輔、今井俊輔、小黒健太、田端理朗、上村直史、政井英司、福田雅夫
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2016年度大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ゴム分解性土壌放線菌のゴム分解酵素の機能解析と比較2016

    • 著者名/発表者名
      久保木紗哉、笠井大輔、米山史紀、今井俊輔、Dao Viet Linh、田端理朗、上村直史、政井英司、福田雅夫
    • 学会等名
      農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Rhizobacter gummiphilus NS21株のゴム分解酵素遺伝子の異種宿主発現と解析2016

    • 著者名/発表者名
      浅野翔太、笠井大輔、今井俊輔、田端理朗、上村直史、政井英司、福田雅夫
    • 学会等名
      農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of the latex-clearing protein from a Rhodococcus rubber degrading bacterium2016

    • 著者名/発表者名
      Dao Viet Linh、笠井大輔、福田雅夫
    • 学会等名
      農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Actinoplanes sp. OR16株のゴム酸化酵素遺伝子の発現と機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      久保木紗哉、笠井大輔、今井俊輔、Alexander Steinbuchel、上村直史、政井英司、福田雅夫
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2015年度大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Rhizobacter gummiphilus NS21株のゴム分解酵素遺伝子群の同定2015

    • 著者名/発表者名
      小黒健太、笠井大輔、今井俊輔、吉田令史、椎谷芳樹、上村直史、政井英司、福田雅夫
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2015年度大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 長岡技術科学大学/環境微生物工学研究室

    • URL

      http://bio.nagaokaut.ac.jp/~dkasai/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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