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エネルギー代謝改変による水素駆動型バイオリファイナリープラットフォームの創成

研究課題

研究課題/領域番号 18K04853
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関広島大学

研究代表者

中島田 豊  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 教授 (10281164)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード水素 / 二酸化炭素 / 合成ガス / エタノール / 発酵 / 好熱性微生物 / 遺伝子組み換え / カーボンリサイクル / CO2 / Moorella / ホモ酢酸菌 / 好熱性菌 / ATP / 酸化還元バランス / エネルギー代謝 / バイオリファイナリー
研究成果の概要

本研究では、水素(H2)とCO2からエタノールを生成しうる遺伝子組換え高温エタノール生産候補株の代謝ボトルネックの探索、及びその解消策を検討した。遺伝子工学的検討および代謝工学的検討の結果、細胞内酸化還元バランスとATP生成量を考慮することによりエタノールの高効率生産菌の製作が可能であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化石資源利用は近代文明構築に欠かせない役割を担った一方、二酸化炭素(CO2)などの温室効果ガス増加による地球温暖化を引き起こし、また将来的には化石資源の枯渇が懸念される。本研究から、H2およびCO2からのエタノール発酵の高効率生産には酸化還元バランスとATP生成量を考慮した育種戦略が必要であることがわかった。本成果は、エタノールなどの化成品原料物質の高効率発酵生産菌の開発に活用でき、CO2のリサイクル技術開発の基盤技術として貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Ethanol yield and sugar usability in thermophilic ethanol production from lignocellulose hydrolysate by genetically engineered Moorella thermoacetica2020

    • 著者名/発表者名
      Rahayu Farida、Tajima Takahisa、Kato Junichi、Kato Setsu、Nakashimada Yutaka
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 129 号: 2 ページ: 160-164

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.08.008

    • NAID

      40022159734

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 好熱性ホモ酢酸菌 Moorella thermoacetica の エタノール生産株における H2による増殖阻害の機構解明2020

    • 著者名/発表者名
      小林駿介、加藤淳也、竹村海生、加藤節、青井議輝、和田圭介、松鹿昭則、村上克治、中島田豊
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 好熱性ホモ酢酸菌 Moorella thermoacetica 代謝改変株を用いたガス基質からのエタノール生産2019

    • 著者名/発表者名
      竹村海生,吉田嵩一郎,岩崎裕樹,喜多晃久,加藤節,青井義輝,中島田豊
    • 学会等名
      第 14 回バイオマス科学会議
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 好熱性ホモ酢酸 Moorella thermoacetica 代謝改変株によるエタノール生産2018

    • 著者名/発表者名
      竹村 海生 , 岩崎 裕樹, 喜多 晃久, 中島田 豊
    • 学会等名
      日本生物工学会 第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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