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アンモニアで呼吸し続ける微生物の創製がもたらす物質生産コストの革新的削減

研究課題

研究課題/領域番号 21K18851
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関神戸大学

研究代表者

近藤 昭彦  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 教授 (40205547)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードバイオリファイナリー / 代謝工学
研究開始時の研究の概要

本研究では、アンモニアを用いた新しい呼吸系の開発を目指す。酵素カスケード反応と微生物菌体内の代謝系を都合よく組み合わせることで、アンモニアにより補酵素を再生できる仕組みを構築する。酸化還元バランスを整えることで、その効率を大幅に向上させる。これより、系内にアンモニアを供給することで有用物質生産を行える新しいシステムの構築を目指す。

研究成果の概要

酵素カスケード反応に適した細胞内代謝経路の構築を行った。反応のモデルとの1つとしてバニリン生産経路の構築を進めた。このモデル経路の構築のためにDSD, OMT, ACARの3つの遺伝子を導入して中間体及びバニリン生産を評価した。遺伝子導入によりバニリン生産が確認され、またそれぞれの酵素の発現量に応じて中間体を含む経路のそれぞれの代謝物が変動することが示された。炭素源など培養条件の検討を行い、また遺伝子発現量を再度検討することで、中間体がさまざまな割合で生産する微生物株を構築できた。これより、アンモニアを用いた補酵素再生系の土台が構築できたといえる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、微生物を用いた物質生産において重要な補酵素バランスの調整と再生系に資する技術を開発したものであり、そのためにアンモニアを用いて再生可能資源から低炭素社会の構築に至るための新しい知見を提案するものである。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [学会発表] Construction of Novel Metabolic Pathways with Synthetic Enzymes2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kondo
    • 学会等名
      Thai Society for Biotechnology International Conference Online
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of biofoundry platform for rapid construction of microbial cell factories2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kondo
    • 学会等名
      The 3rd Synthetic Biology World Forum, 2021 (SBWF 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of novel metabolic pathways with artificial enzymes in microbes2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kondo
    • 学会等名
      Metabolic Engineering 14
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Construction of novel metabolic pathways with artificial enzymes in microbes2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kondo
    • 学会等名
      Asean Federation Of Biotechnology Symposium (Malaysia Chapter) 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of biofoundry platform for rapid construction of microbial cell factories2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kondo
    • 学会等名
      2021 AFOB virtual conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 合成生物学による新たな産業革命2022

    • 著者名/発表者名
      近藤 昭彦
    • 学会等名
      第4回新しい資本主義実現会議 「科学技術立国」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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