植物分解に適した遺伝子組換え嫌気性細菌の作出とバイオリファイナリーへの利用

• 研究課題/領域番号: 26550103
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 持続可能システム
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 平野 展孝 日本大学, 工学部, 准教授 (10409089)
• 連携研究者: 平野 勝紹 日本大学, 工学部, 博士研究員 (20723753) ; 篠田 優 日本大学, 工学部, 博士研究員 (60747666)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: リグノセルロース / セルロソーム / 糖化発酵

研究成果の概要

セルロソームを生産する好熱嫌気性Clostridium属細菌は、セルロース系バイオマスを原料とした好熱性メタン発酵槽のバイオマス分解において重要な役割を果たす。セルロソームとは、多種多様な糖質分解酵素と骨格タンパク質が結合した酵素複合体であり、セルロース分解性嫌気性細菌の細胞表層に提示される。骨格タンパク質と結合したセルロソーム構成酵素は、結晶性セルロースや植物バイオマスの様な結晶性基質の分解に相乗作用を発揮する。本研究では、バイオ燃料や化成品の発酵生産において有益な、セルロソーム中に本来存在しない酵素を発現する遺伝子組換え好熱嫌気性細菌の作出を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Enzymatic Diversity of the Clostridium thermocellum Cellulosome Is Crucial for the Degradation of Crystalline Cellulose and Plant Biomass. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirano, K., Kurosaki, M., Nihei, S., Hasegawa, H., Shinoda, S., Haruki, M., and Hirano, N.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 35709-35709
  • DOI: 10.1038/srep35709
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stoichiometric Assembly of the Cellulosome Generates Maximum Synergy for the Degradation of Crystalline Cellulose, as Revealed by In Vitro Reconstitution of the Clostridium thermocellum Cellulosome. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirano, K., Nihei, S., Hasegawa, H., Haruki, M., and Hirano, N.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 巻: 81 号: 14 ページ: 4756-4766
  • DOI: 10.1128/aem.00772-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 駕籠に乗る人、担ぐ人、そのまた草鞋を作る人 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平野 展孝
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 92 ページ: 305-305
  • 査読あり
• [学会発表] 好熱嫌気性細菌 Clostridium clariflavum 由来セルロソームの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒崎 正浩, 石澤 崇昭, 篠田 優, 平野 勝紹, 高野 初美, 上田 賢志, 春木 満, 平野 展孝
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 好熱性セルラーゼ/ヘミセルラーゼ/ラッカーゼによるバイオマス分解酵素複合体の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠田 優, 本田 紘樹, 黒崎 正浩, 白澤 智行, 平野 勝紹, 春木 満, 平野 展孝
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] Clostridium thermocellumセルロソームの試験管内再構成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平野 勝紹, 那須 涼介, 田中 清志, 二瓶 哲, 篠田 優, 春木 満, 平野 展孝
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 1.Thermobifida fusca 由来糖質分解酵素から成る人工セルロソームによるバイオマス分解 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠田 優, 本田 紘樹, 草野 大貴, 黒崎 正浩, 平野 勝紹, 春木 満, 平野 展孝
  • 学会等名: 2015年度日本農芸化学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 2.Clostridium thermocellum由来セルロソーム二次骨格の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平野 勝紹, 高橋 祐介, 田中 清志, 二瓶 哲, 白澤 智行, 長谷川 裕樹, 篠田 優, 春木 満, 平野 展孝
  • 学会等名: 2015年度日本農芸化学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 植物バイオマス分解酵素複合体の再構成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平野 展孝
  • 学会等名: 平成26年度化学系学協会東北大会 生体分子セッション
  • 発表場所: 山形大学工学部
  • 年月日: 2014-09-20
  • 招待講演
• [備考] 日本大学工学部生命応用化学科酵素学研究室
  • URL: http://ch.ce.nihon-u.ac.jp/~hirano/index.html