自発的に無機材料とハイブリッド化する微生物細胞の創製と微生物燃料電池への応用

• 研究課題/領域番号: 15K18273
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中島 一紀 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50540358)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 生物環境プロセス / バイオミネラリゼーション

研究成果の概要

本研究では，大腸菌E.coliで発現したシリカテインの凝集性について検討を行った。コールドショック発現系を用いることで，シリカテインの発現に成功した。タンパク質は不溶性として得られたが，リフォールディング操作により可溶化した。リフォールディングしたシリカテインを用いて凝集性を調査したところ，シリカテインはバッファー中では自己集合により凝集体を形成したが，尿素存在下では凝集が抑制された。シリカテインを細胞表層に配向させるために，Pseudomonas syringae由来InaK，およびE.coli由来OmpAを用いて細胞表層提示系を構築した。また，微生物燃料電池の基本システムを作製した。

研究成果

• [雑誌論文] Direct ethanol production from ionic liquid-pretreated lignocellulosic biomass by cellulase-displaying yeasts (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Yamada, Kazunori Nakashima, Nanami Asai-Nakashima, Wataru Tokuhara, Nobuhiro Ishida, Satoshi Katahira, Noriho Kamiya, Chiaki Ogino, and Akihiko Kondo
  • 雑誌名: Applied Biochemistry and Biotechnology 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 229-237
  • DOI: 10.1007/s12010-016-2322-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of porosity in biogrouted sand using microfocus X-ray CT (2017)
  • 著者名/発表者名: Shumpei Mitsuyama, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
  • 雑誌名: International Journal of GEOMATE 巻: 12 (31) 号: 31 ページ: 71-76
  • DOI: 10.21660/2017.31.6547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-cell evaluation of urease activity of Pararhodobacter sp. isolated from peripheral beachrock (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Fujita, Kazunori Nakashima, Varenyam Achal, Satoru Kawasaki
  • 雑誌名: Biochemical Engineering Journal 巻: 印刷中 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.bej.2017.04.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydrodynamic cavitation reactor for efficient pretreatment of lignocellulosic biomass (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Nakashima, Yuuki Ebi, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Hitoshi Soyama, Toshikuni Yonemoto
  • 雑誌名: Industrial & Engineering Chemistry Research 巻: 55 号: 7 ページ: 1866-1871
  • DOI: 10.1021/acs.iecr.5b04375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effectiveness of Adjustable-Volume Packed-Bed Reactor with an Ion-Exchange Resin Catalyst for Continuous Production (2016)
  • 著者名/発表者名: Kota Yamazaki, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto
  • 雑誌名: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 巻: 49 号: 7 ページ: 668-672
  • DOI: 10.1252/jcej.15we243
  • NAID: 130005165851
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pretreatment combining ultrasound and sodium percarbonate under mild conditions for efficient degradation of corn stover (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Nakashima, Yuuki Ebi, Masaki Kubo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto
  • 雑誌名: Ultrasonics Sonochemistry 巻: 29 ページ: 455-460
  • DOI: 10.1016/j.ultsonch.2015.10.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel Simple Process for Tocopherols Selective Recovery from Vegetable Oils by Adsorption and Desorption with an Anion-exchange Resin (2016)
  • 著者名/発表者名: Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto
  • 雑誌名: Food Chemistry 巻: 194 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.07.137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of high quality biodiesel from waste acid oil obtained during edible oil refining using ion-exchange resin catalysts (2015)
  • 著者名/発表者名: N.Shibasaki-Kitakawa, K.Hiromori, T.Ihara, K.Nakashima, T.Yonemoto
  • 雑誌名: Fuel 巻: 139 ページ: 11-17
  • DOI: 10.1016/j.fuel.2014.08.024
  • 査読あり
• [学会発表] Whole-cell evaluation of bacterial urease activity for ground improvement techniques based on MICP (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Fujita, K. Nakashima, S. Kawasaki
  • 学会等名: The 4th Joint Seminar on Geoenvironmental Engineering and Recycling (GER 2016)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2016-11-04
  • 国際学会
• [学会発表] Improvement of biogrout materials for conducting a field test (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Mizuno, K. Nakashima, S. Kawasaki
  • 学会等名: The 4th Joint Seminar on Geoenvironmental Engineering and Recycling (GER 2016)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2016-11-04
  • 国際学会
• [学会発表] Expression and aggregation property of silica-polymerizing enzyme from sponge (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakashima, H. Oguri, S. Kawasaki
  • 学会等名: The 22nd Symposium of Young Asian Biological Engineers' Community (YBEC2016)
  • 発表場所: フェニックス・シーガイア・リゾート（宮崎市）
  • 年月日: 2016-10-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 大腸菌により異種発現した海綿由来シリカ重合酵素の自己集合体形成と機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島一紀, 小栗秀俊，川﨑了
  • 学会等名: 第68回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山市）
  • 年月日: 2016-09-28
• [学会発表] シリカ重合酵素の異種発現と機能性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島一紀，小栗秀俊，川﨑 了
  • 学会等名: 資源・素材2016
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] 廃棄物を用いた発電条件が微生物燃料電池の電力に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今成尭之，吉村侑太，中島一紀，川﨑了
  • 学会等名: 資源・素材2016
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] シリカ重合酵素の作製と機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小栗秀俊，中島一紀，川﨑了
  • 学会等名: 平成28年度資源・素材学会北海道支部春季講演会
  • 発表場所: 室蘭工業大学（室蘭市）
  • 年月日: 2016-06-18
• [学会発表] 金属親和性ペプチドを表層提示した微生物の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本知之，中島一紀，川﨑了
  • 学会等名: 平成28年度資源・素材学会北海道支部春季講演会
  • 発表場所: 室蘭工業大学（室蘭市）
  • 年月日: 2016-06-18
• [学会発表] 固体バイオマスを用いた微生物燃料電池における基礎的検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉村侑太，今成尭之，中島一紀，川﨑了
  • 学会等名: 平成28年度資源・素材学会北海道支部春季講演会
  • 発表場所: 室蘭工業大学（室蘭市）
  • 年月日: 2016-06-18
• [学会発表] Bacillus subtilis由来Misticタンパク質を利用した大腸菌によるシリカ重合酵素の可溶性発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川凛，中島一紀，北川尚美，米本年邦
  • 学会等名: 第67回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] 尿素分解菌を用いた新しい地盤固化技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 肥塚啓佑，檀上尭，中島一紀，川﨑了
  • 学会等名: 資源・素材2015
  • 発表場所: 愛媛大学（松山市）
  • 年月日: 2015-09-08