遺伝子組み換え微生物を用いた,コンクリート構造物の生化学的解体法の開発

• 研究課題/領域番号: 22656099
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 土木材料・施工・建設マネジメント
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石田 哲也 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60312972)
• 研究分担者: 千々和 伸浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (80546242) ; 渡邊 学 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (70376606)
• 研究期間 (年度): 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,530千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: コンクリート / 生化学的解体法 / リサイクル / 遺伝子組み換え / 硝酸

研究概要

本研究は、限定的状況下において,セメント硬化体の分解に適した化学物質を無尽蔵に生み出す遺伝子組み換え微生物を作成し、「生化学的解体法」という新たなコンクリート解体法の構築を試みるものである。
22年度は、セメント系材料の解体に適していると考えられる化学物質を産生するための連鎖化学反応機構の解明、反応に必要な遺伝子群の特定、特定された遺伝子群を有する生物の培養及び遺伝子抽出,得られた一部遺伝子のコンピテントセルへの組み込みを行った。
セメント系材料の解体に適していると考えられる化学物質の前駆となる物質は、自然界では複数の生命体の共生関係の上で合成されているものである。生化学的解体法の実現には、まずこの前駆物質の合成において、共生関係を必要としない単一の生命体内で完了させる必要がある。そこで、この前駆物質の合成に必要な物質と環境条件を精緻に分析し、その条件を満たすために必要な遺伝子群を特定した。これらの遺伝子群をコンピテントセルに組み込むことよって、一つの生命体内において目的とする前駆物質を合成させることに成功した。
前駆物質からさらに目的とする物質を合成するには酸化酵素を作用させる必要があり、また効率的に物質を産生させるために、合成した物質を組み換え微生物の体外に排出する機構を追加する必要がある。これらに必要な遺伝子の配列は既に特定済みであり、今後はこれらの遺伝子の組み込みを完了し、セメント系材料の解体性能試験へと進む予定である。