| 研究課題/領域番号 |
20K05784
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
伊原 正喜 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (50391868)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ギ酸 / ギ酸資化菌 / カーボンリサイクル / 微生物培養 / ギ酸代謝経路 / 微生物探索 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、自然エネルギー発電の低コスト化が進んでいることから、電気分解で生成した水素分子と二酸化炭素とからギ酸を生産し、ギ酸資化菌を利用して、ギ酸さらに様々な化成品へと変換する“カーボンリサイクル”に期待が高まっている。しかし、ギ酸資化菌に関する報告例は非常に少なく、実用に適した株も単離されていない。本研究では、炭素の乏しい水系環境のサンプルを、ギ酸(炭素源)と水素分子(還元力)の存在下で培養することで、多数のギ酸資化菌の単離を目指す。さらに、単離株から資化関連酵素群を同定・評価し、産業利用されている水素細菌に導入することで、高効率ギ酸資化菌の創出を目指す。
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| 研究成果の概要 |
ギ酸を有用物質に変換するギ酸資化菌バイオプロセスに注目が集まっている。しかし、ギ酸資化菌に関する研究例は少なかった。そこで我々は、新規ギ酸資化菌を単離して、それらの増殖能力を比較することで、実用に適した株の条件を探ろうと考えた。まず、単離方法を確立し、さらに培養のボトルネックを調査した。その結果、多数の新規株の単離に成功し、pHと溶存酸素濃度がボトルネックであることを明らかにした。さらに、pHおよび溶存酸素濃度を、6.8～7.5、および５ppm以上に保つことによって、それぞれの増殖能を引き出せることが分かった。その条件で増殖比較することで、従来株よりも高増殖能を示す株を同定できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今後の脱炭素社会では、再生可能エネルギーを用いて、CO2から様々な物質を合成することになる。この物質生産をカーボンリサイクルと呼ぶ。ギ酸は、CO2から電気化学的に生成でき、水溶性や安全性に優れているため、カーボンリサイクルの出発物質として重要視されている。そのため、ギ酸から生分解性プラスチックなど高分子までがワンポット変換が可能である、ギ酸資化菌を用いたバイオプロセスに注目が集まっている。今回我々は、増殖能に優れた新規ギ酸資化菌を単離でき、培養を確立するためのデータを得ることができた。
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