嫌気性菌による難分解性バイオマスからの水素ガス生産システムの開発

• 研究課題/領域番号: 26340100
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 持続可能システム
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 木村 哲哉 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (00281080)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 水素ガス / 嫌気性細菌 / セルロース / 代謝工学 / 微生物遺伝学 / 代謝 / 酪酸 / Clostridium / 共存培養 / 遺伝子破壊 / 乳酸デヒドロゲナーゼ / バイオマス / 嫌気性菌

研究成果の概要

海浜土壌より分離された水素ガス生産菌Clostridium paraputrificumのピルビン酸代謝関連遺伝子を破壊して代謝経路の解析を行った。乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子、アセチルCoA生成遺伝子、アセトアセチルCoA合成遺伝子、酢酸合成遺伝子、酪酸合成遺伝子の破壊に成功し、嫌気培養瓶で培養して水素ガス生産量を測定したところ、乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子を破壊したときに、水素ガスの生産が約1.4倍となった。また、コンポストから単離された植物細胞壁分解能をもつ嫌気性細菌Ruminiclostridium josuiとの共存培養でセルロースから直接水素を高生産できた。

研究成果

• [学会発表] Clostridium paraputrificumの水素ガス生産に関わる代謝経路の分子遺伝学的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 関兵馬 國武絵美 粟冠真紀子 木村哲哉 粟冠和郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] Clostridium paraputrificumの乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子破壊による水素ガス生産増強 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田稜, 粟冠真紀子, 木村哲哉, 粟冠和郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都市）
  • 年月日: 2017-03-19
• [学会発表] Clostridium paraputrificumの水素ガス生産向上をめざした有機酸生産経路の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関兵馬 吉田稜 粟冠真紀子 國武絵美 木村哲哉 粟冠和郎
  • 学会等名: 第69回日本生物工学会大会
• [学会発表] Clostridium paraputrificum M21株の RNAseq による水素ガス生産に関与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 三縄由希子, 吉田稜, 関兵馬, 大島健志郎, 服部正平, 粟冠真紀子, 木村哲哉, 粟冠和郎
  • 学会等名: 日本分子生物学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] 嫌気性細菌Clostridium paraputrificumを基盤とした植物バイオマスからの水素ガス生産方法の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関 兵馬、吉田 稜、三縄由希子、粟冠真紀子、木村哲哉、粟冠和郎
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • 年月日: 2016-09-28
• [学会発表] 嫌気性細菌Clostridium paraputrificumの乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子の解析とバイオ水素ガス生産向上への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田稜，関兵馬，三縄由希子,大島健志朗, 服部正平, 粟冠真紀子, 木村哲哉, 粟冠和郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会177回中部支部例会
  • 発表場所: 名古屋大学（名古屋市）
  • 年月日: 2016-09-26
• [学会発表] 嫌気性細菌の共存培養によるセルロースからの水素ガス生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関兵馬、吉田稜、粟冠真紀子、木村哲哉、粟冠和郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] キチン資化性嫌気性細菌Clostridium paraputrificum M21株が生産するキチンオリゴ糖を分解するキチナーゼの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村仁宏、大島健志朗、服部正平、粟冠真紀子、木村哲哉、粟冠和郎
  • 学会等名: 第３８回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] Clostridium paraputiricum のファミリー18キチナーゼ遺伝子の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村仁宏、大島健志朗、服部正平、粟冠真紀子 、木村哲哉、粟冠和郎
  • 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: 2015-03-29
• [学会発表] Analysis of family 18 chitinases in Clostridium paraputrificum M21 by complete genome analaysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimihiro Nishimura, Sayaka Suzuki, Eri Funahashi, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Makiko Sakka, Tetsuya Kimura and Kazuo Sakka
  • 学会等名: Mie Bioforum 2014
  • 発表場所: 三重県志摩市合歓の郷
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Heterologous expression of xylanase and cellulase genes of Clostridia in hydrogen producing (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takanashi, Kenji Morimoto, Mamiko Kawase, Hidenori Taguchi, Shuichi Karita, Makiko Sakka, Kunio Ohmiya, Tetsuya Kimura and Kazuo Sakka
  • 学会等名: Mie Bioforum 2014
  • 発表場所: 三重県志摩市合歓の郷
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [図書] Lignocellulose degradation and biorefinery (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Sakka, Tetsuya Kimura,Yutaka Tamaru, Shuichi Karita,Makiko Sakka, Sadanari Jindou
  • 総ページ数: 351
  • 出版者: Uni Publishers Co.,Ltd