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2022 年度 実績報告書

海洋バイオ水素生成技術の革新に向けたマリンビブリオの分子育種基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H03041
研究機関北海道大学

研究代表者

澤辺 智雄  北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (30241376)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードバイオ水素 / マリンバイオマス / 海洋微生物
研究実績の概要

化石燃料代替エネルギー生産技術開発は,学術的・社会的要請が高い地球規模課題である。海洋バイオマスのエネルギー変換技術の開発もその一つであるが,アルギン酸などの難燃料化成分が多く,その完全変換にはさらなる技術革新が必要である。我々が見いだした新規マリンビブリオは,Hyf複合体を核とするギ酸水素リアーゼ(FHL)複合体を介した独特の水素代謝を示し,海藻由来の種々の糖を水素化する。しかし,マリンビブリオ触媒の水素生成能を高める分子育種基盤の構築は発展途上であり,海洋バイオ水素生産性向上のボトルネックでもある。Hyf複合体の分子レベルで特徴を理解するためには,マリンビブリオは恰好の生物材料であるため,本研究では,マリンビブリオが有する活性型Hyf複合体の特徴を理解し,多彩な海洋バイオマスからのより効率的な水素生成が可能な海洋微生物触媒の構築にフィードバックさせる知見を得ることを目的に研究を進めた。その結果以下の成果を得た。
①バイオ水素生成マリンビブリオの完全ゲノムを活用したHyf型FHLの構造予測:得られた完全ゲノムに基づく比較を行い,1)ビブリオ科ではギ酸脱水素酵素の構造類似性が高く,水素生成能の差異を生じさせるほどではないと考えられること,2)Hyf型FHLの全体構造予測を進め,成熟型タンパク質領域の同定を進展させた。
②水素生成マリンビブリオ触媒の能力比較:1細胞由来のギ酸取り込み能と水素生成能を測定する細胞生理学実験手法の基盤を構築でき,V. tritoniusにおいて1細胞当たりの水素生成能の見積もりを行った。
③トランスクリプトーム:解糖系を通らない基質を代謝させた場合、モリブデン輸送体の遺伝子発現が有意に低下し、それが低い水素生成をもたらすことを示唆した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [国際共同研究] Univ. Santiago de Compostela(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Univ. Santiago de Compostela
  • [雑誌論文] Comparative physiology and genomics of hydrogen-producing vibrios2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Yuta, Kazumich Sato, Chunqi Jiang, Sayaka Mino, Tomoo Sawabe
    • 雑誌名

      Current Microbiology

      巻: 79 ページ: 360

    • DOI

      10.1007/s00284-022-03065-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The pan-genome of Splendidus clade species in the family Vibrionaceae: Insights into evolution, adaptation, and pathogenicity2022

    • 著者名/発表者名
      Jinag C., Hisae Kasai, Sayaka Mino, Jesus L. Romalde, Tomoo Sawabe
    • 雑誌名

      Environ. Microbiol.

      巻: 24 ページ: 4587-4606

    • DOI

      10.1111/1462-2920.16209

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 代謝経路の異なる基質がマリンビブリオの水素生成に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤吉裕・美野さやか・澤辺智雄
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会北海道支部大会
  • [学会発表] マリンビブリオの水素生成マシナリーの理解: ギ酸脱水素酵素遺伝子群の多様性2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤 遥・美野さやか・澤辺智雄
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会北海道支部大会
  • [学会発表] Pangenome of Splendidus clade in the family Vibrionaceae reveals core gene sets acting as a marine animal pathogen2022

    • 著者名/発表者名
      JIANG Chunqi, MINO Sayaka, and SAWABE Tomoo
    • 学会等名
      令和4 年度マリンバイオテクノロジー学会

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公開日: 2023-12-25  

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