| 研究課題/領域番号 |
21K04796
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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27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪市立大学 (2021) |
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研究代表者 |
東 雅之 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (20285282)
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| 研究分担者 |
尾島 由紘 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20546957)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 微生物燃料電池 / 微生物触媒 / MFC / 大腸菌 / バイオ燃料電池 / 代謝 / 生体触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
バイオ燃料電池は再生可能なクリーンエネルギーを生み出すシステムとして注目され、微生物触媒において発電に適した微生物機能がこれまでに見いだされている。ここでは、染色体改変技術を用いて大腸菌に有用な機能を集約し、バイオ燃料電池専用のスーパー微生物触媒の開発を目指す。電池性能は「長期間の高出力維持」と「燃費に相当するクーロン効率」の両面から評価される。先行研究において、中央代謝経路に関する検討から高いクーロン効率の実現に成功している。本研究では、新たに開発中の簡易評価システムを用い、有用変異のスクリーニングなどを実施し、出力面で先行している酵素触媒を目標に、微生物触媒のさらなる性能向上に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
大腸菌を触媒とした微生物燃料電池に着目した。燃料をグルコースとした時の出力改善に向けて触媒改善に取り組んだ。先行研究では、野生株に比べて平均出力が高い遺伝子欠損株を見出し、それらの欠損を組み合わせることにより5重遺伝子欠損株（Δ5）を開発した。本研究では、このΔ5 株をベースにして有用機能の集約を試みた。その他にも、メディエーターの色の変化から簡易的に有用変異をスクリーニングする方法の開発や、メディエーター耐性株から有用株の選抜を実施した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バイオ燃料電池はバイオマス由来の有機物が持つ化学エネルギーを電気エネルギーへ変換するデバイスであり、再生可能なクリーンエネルギーを生み出すシステムとして注目されている。この変換には酵素もしくは微生物が触媒として用いられる。酵素型では5 mW/mL(電池容量)程度の出力が報告されており、携帯用電源として音楽プレーヤーを可動するレベルに達している。その他にも、汗の成分を燃料にするウエアラブルデバイス用の電源が研究されている。一方、微生物を用いた微生物燃料電池も盛んに研究されており、近年の性能向上に伴い、実用化にも強い期待が寄せられている。
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