Clostridium属細菌を用いた未利用バイオマスからのブタノール生産系の開発

• 研究課題/領域番号: 25701017
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 持続可能システム
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 中山 俊一 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (90508243)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 23,530千円 (直接経費: 18,100千円、間接経費: 5,430千円); 2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2013年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: バイオブタノール / Clostridium属細菌 / 耐熱性 / メタボローム解析 / 胞子形成 / 育種 / 発酵 / バイオマス / バイオテクノロジー / 応用微生物学 / 応用微生物 / メタボローム / 遺伝子発現

研究成果の概要

稲わら等の植物バイオマスからの高効率ブタノール生産系の開発を目的とし、より高温域でブタノール生産が行えるようClostridium saccharoperbutylacetonicumの熱感受性機構の解明、耐熱性ブタノール生産菌への育種、育種株を用いた培養条件の検討を行った。熱感受性機構は細胞内のATP量の低下や胞子形成によることを明らかとした。また、より高温域でブタノール発酵可能な変異株を取得しその特性を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Adenine addition restores cell viability and butanol production in Clostridium saccharoperbutylacetonicum N1-4 (ATCC13564) cultivated at 37°C (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiji Kiyoshi, Sohei Kawashima, Kosuke Nobuki, Toshimori Kadokura, Atsumi Nakazato, Ken-ichiro Suzuki, Shunichi Nakayama
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 印刷中 号: 7
  • DOI: 10.1128/aem.02960-16
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of Xylanase Signal Peptide in Culture Supernatant of Clostridium saccharoperbutylacetonicum Strain N1-4 Cultured on Delignified Rice Straw (2015)
  • 著者名/発表者名: Eri Kubota, Keiji Kiyoshi, Kosuke Nobuki, Toshimori Kadokura, Atsumi Nakazato and Shunichi Nakayama
  • 雑誌名: Journal of Microbial & Biochemical Technology 巻: 7 号: 06 ページ: 394-397
  • DOI: 10.4172/1948-5948.1000244
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Butanol production from alkali-pretreated rice straw by co-culture of Clostridium thermocellum and Clostridium saccharoperbutylacetonicum (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiji Kiyoshi, Masataka Furukawa, Tomoko Seyama, Toshimori Kadokura, Atsumi Nakazato, Shunichi Nakayama
  • 雑誌名: Bioresource Technology 巻: 186 ページ: 325-328
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2015.03.061
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ブタノール生産菌におけるアデニン添加高温培養時の解糖系遺伝子群の転写解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 清啓自,信木公介,川嶋草平,門倉利守,中山俊一
  • 学会等名: 第67回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] セルラーゼ高発現ブタノール生産菌への育種 (2016)
  • 著者名/発表者名: 信木公介,清啓自,川嶋草平,門倉利守,中山俊一
  • 学会等名: 第67回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] ブタノール生産菌におけるリファンピシン耐性変異株の特性解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 信木公介, 清啓自, 川嶋草平, 門倉利守, 鈴木健一郎, 中山 俊一
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2016-09-28
• [学会発表] リファンピシン耐性株による至適発酵温度の高温化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川嶋草平、清啓自、門倉利守、中里厚実、中山俊一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Improvement of butanol production at higher temperature of Clostridium sacchaeroperbutylacetocnium N1-4 strain by the addition of Adenine (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiji Kiyoshi, Sohei Kawashima, Toshimori Kadokura, Atsumi Nakazato, Shunichi Nakayama
  • 学会等名: Clostridium XIII
  • 発表場所: 上海
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-21
• [学会発表] アデニン添加によるブタノール発酵性Clostridium属細菌の至適発酵温度の向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清啓自、川嶋草平、門倉利守、中里厚実、中山俊一
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] ブタノール生産性Clostridium属細菌におけるセルラーゼ高分泌のための基盤技術開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤香帆、清啓自、古川雅崇、久保田恵理、中里厚実、門倉利守、中山俊一
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] ブタノール生産性Clostridium属細菌における 至適発酵温度の改変 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清 啓自、川嶋 草平、門倉 利守、中里 厚実、中山 俊一
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス
• [学会発表] ブタノール生産菌の高発現プロモーターの探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川 雅崇, 中山 俊一, 門倉 利守, 中里 厚実
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [産業財産権] クロストリジウム属細菌を用いたブタノールの生産方法 (2014)
  • 発明者名: 清啓自、中山俊一
  • 権利者名: 清啓自、中山俊一
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-179819
  • 出願年月日: 2014-09-05