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海洋バイオ水素生成技術の革新に向けたマリンビブリオの分子育種基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H03041
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

澤辺 智雄  北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (30241376)

研究分担者 美野 さやか  北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (00755663)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードバイオ水素 / マリンバイオマス / 海洋微生物
研究開始時の研究の概要

海洋バイオマスをエネルギーに変換する技術の開発は,学術的・社会的要請の高い地球規模課題である。しかしマリンバイオマスにはアルギン酸などの難燃料化成分が多く,その完全変換にはさらなる技術革新が必要である。我々が見いだした新規マリンビブリオは,Hyf複合体を核とするFHL複合体を介した独特の水素代謝を示し,海藻に含まれるユニークな炭水化物群を水素化する。しかし,これらマリンビブリオ触媒の水素生成能を高める分子育種技術基盤は発展途上であり,海洋バイオ水素生産性向上のボトルネックでもある。そこで本研究課題では,マンビブリオが有する水素生成分子マシナリーの特性解明および分子育種を進展させる。

研究成果の概要

化石燃料代替エネルギー生産技術開発は,学術的・社会的要請が高い地球規模課題である。海洋バイオマスのエネルギー変換技術の開発もその一つであり,マリンビブリオ触媒による水素生成能の高度理解に向けて,バイオ水素生成マリンビブリオ全種の完全ゲノムの取得とそれを活用したHyf型FHLの構造予測および水素生成マリンビブリオ触媒の能力比較を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

得られた研究成果は,マリンビブリオの主要水素生成マシナリーであるHyf複合体を精製し,構造機能相関のさらなる理解に活用し,海洋バイオ水素生成能の飛躍的な向上にフィードバックするための基盤的知見と技術の進展を進める。また,得られた知見は,二つのタイプのFHL複合体成立への道筋とComplex Iへの分子共生進化への解釈にも活用できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Univ. Santiago de Compostela(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. Santiago de Compostela(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] FURJ(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] CIAD(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] CGMCCC(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] CIAD(メキシコ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparative physiology and genomics of hydrogen-producing vibrios2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Yuta, Kazumich Sato, Chunqi Jiang, Sayaka Mino, Tomoo Sawabe
    • 雑誌名

      Current Microbiology

      巻: 79 号: 12 ページ: 360-360

    • DOI

      10.1007/s00284-022-03065-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The pan-genome of Splendidus clade species in the family Vibrionaceae: Insights into evolution, adaptation, and pathogenicity2022

    • 著者名/発表者名
      Jinag C., Hisae Kasai, Sayaka Mino, Jesus L. Romalde, Tomoo Sawabe
    • 雑誌名

      Environ. Microbiol.

      巻: 24 号: 10 ページ: 4587-4606

    • DOI

      10.1111/1462-2920.16209

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genomic Analyses of Halioticoli Clade Species in Vibrionaceae Reveal Genome Expansion With More Carbohydrate Metabolism Genes During Symbiotic to Planktonic Lifestyle Transition2022

    • 著者名/発表者名
      Chunqi Jiang, Sayaka Mino, Tomoo Sawabe
    • 雑誌名

      Frontier in Marine Science

      巻: 9 ページ: 844983-844983

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.844983

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vibrio Clade 3.0: New Vibrionaceae Evolutionary Units Using Genome-Based Approach2021

    • 著者名/発表者名
      Chunqi Jiang, Mami Tanaka, Sayo Nishikawa, Sayaka Mino, Jesus L Romalde, Fabiano L Thompson, Bruno Gomez-Gil, Tomoo Sawabe
    • 雑誌名

      Current Microbiology

      巻: 79 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1007/s00284-021-02725-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genomic characterization of closely related species in the Rumoiensis clade infers ecogenomic signatures to non-marine environments2020

    • 著者名/発表者名
      Mami Tanaka, Daiki Kumakura, Sayaka Mino, Hidetaka Doi, Yoshitoshi Ogura, Tetsuya Hayashi, Isao Yumoto, Man Cai, Yu-Guang Zhou, Bruno Gomez-Gil, Toshiyoshi Araki, Tomoo Sawabe
    • 雑誌名

      Environmental Microbiology

      巻: 22 号: 8 ページ: 3205-3217

    • DOI

      10.1111/1462-2920.15062

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 代謝経路の異なる基質がマリンビブリオの水素生成に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤吉裕・美野さやか・澤辺智雄
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会北海道支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マリンビブリオの水素生成マシナリーの理解: ギ酸脱水素酵素遺伝子群の多様性2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤 遥・美野さやか・澤辺智雄
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会北海道支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Pangenome of Splendidus clade in the family Vibrionaceae reveals core gene sets acting as a marine animal pathogen2022

    • 著者名/発表者名
      JIANG Chunqi, MINO Sayaka, and SAWABE Tomoo
    • 学会等名
      令和4 年度マリンバイオテクノロジー学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The pangenome of Halioticoli clade in Vibrionaceae2020

    • 著者名/発表者名
      JIANG Chunqi, MINO Sayaka, SAWABE Tomoo
    • 学会等名
      令和2 年度日本水産学会 北海道支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マリンビブリオにおけるギ酸水素リアーゼ複合体遺伝子構造の進化と水素生成2020

    • 著者名/発表者名
      西川 紗代,美野 さやか,澤辺 智雄
    • 学会等名
      2020年度 日本農芸化学会北海道支部/第50回 日本栄養・食糧学会北海道支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水素生成マリンビブリオのギ酸水素リアーゼ(FHL)複合体遺伝子群の構造比較2020

    • 著者名/発表者名
      西川紗代・田仲真実・美野さやか・澤辺智雄・小椋義俊・林哲也
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水素生成ビブリオGazogenesクレードのゲノム比較2019

    • 著者名/発表者名
      西川紗代・田仲真実・美野さやか・澤辺智雄
    • 学会等名
      第53回ビブリオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen production of marine vibrios: recent progress2019

    • 著者名/発表者名
      SAWABE Tomoo
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria; Thaumasiovibrio2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoo Sawabe, A.K.M. Rohul Amin, Sayaka Mino
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      Wiley
    • ISBN
      9781118960608
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-11-20  

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