| 研究課題/領域番号 |
20K21868
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
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| 研究機関 | 東邦大学 |
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研究代表者 |
岸本 利彦 東邦大学, 理学部, 教授 (90339200)
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| 研究分担者 |
大井 俊彦 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (40223713)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | バイオプラスチック / 大腸菌 / 高温 / 高温適応進化 / 高温バイオプラスチック生産 / 有用物質生産 / 進化 / 高温適応進化大腸菌 / 生分解性プラスチック |
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| 研究開始時の研究の概要 |
化石資源を用いた有用物質生産は、有限資源を大量消費するため環境負荷が非常に大きい。このため、微生物を用いた物質生産が検討されてきたが、その応用範囲は限定され、新しい有用物質生産宿主微生物の開発が切望されている。本申請では、新しい宿主として、独自に進化させた世界最高温度（48℃以上）で増殖可能な高温適応大腸菌を用い、これまで不可能であった高温での有用物質生産系を構築する。本研究により、遺伝子組換宿主として最も有用な大腸菌による全く新規な有用物質生産系が構築され、既存物質生産系でも培養冷却コストを抑えた生産が可能となる。
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| 研究成果の概要 |
高温適応進化47.9℃適応大腸菌までを、バイオプラスチック合成培養を可能とした。46℃、47.4℃適応大腸菌を用いて、世界最高温度43℃でのバイオプラスチック (Polyhydroxybutylate: PHB) の生産に成功した。汎用バイオプラスチック生産宿主であるJM109株でPHB合成酵素の機能発現に重要な高温適応進化型シャペロニンGroEL/ES発現系を構築し、37-40℃でのPHB生産検討が可能な系を構築した。43℃でPHB合成可能なRalstonia属の新しい菌を同定し、全ゲノムを決定しバイオプラスチック合成酵素群phaC,A,Bを同定した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
一般的な大腸菌の致死温度を超える世界最高温度43℃での大腸菌を用いたバイオプラスチック生産が可能となった。これにより、より硬度の高いバイオプラスチック生産への応用が可能となる。
高温でのバイオプラスチック生産に重要なプロテオスタシス系変異が存在することが示され、この遺伝子を発現させることで、汎用宿主大腸菌を用いた高温での有用物質生産系の構築の検討が可能となった。
新規バイオプラスチック生産菌を同定し、43℃以上の高温で機能可能なバイオプラスチック生産酵素遺伝子phaC,A,Bが同定された。今後、大腸菌を用いてより高温でバイオプラスチック生産が可能となる可能性が開かれた。
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