タイプの異るニトロゲナーゼによるシアノバクテリア光合成水素生産の遺伝子工学的改良

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21380200
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 神奈川大学
• 研究代表者: 桜井 英博 神奈川大学, 光合成水素生産研究所, 客員教授研 (10063645)
• 研究分担者: 井上 和仁 神奈川大学, 理学部, 教授 (20221088)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: シアノバクテリア / 水素 / 光合成 / ニトロゲナーゼ / 再生可能エネルギー / バナ

研究概要

シアノバクテリアの光合成系とニトロゲナーゼを利用した水素生産の効率化のために通常のMo型ニトロゲナーゼ遺伝子代えて、V(バナジウム)型ニトロゲナーゼ、Fe-only(鉄)型ニトロゲナーゼ活性を発現した改良株を遺伝子工学的に作成することを試みた。Mo型だけ、及びMo型とV型の両方を持つ株の、Mo型遺伝子を破壊した株を作成した。他の株または細菌のニトロゲナーゼ遺伝子を導入するためのプラスミドを準備した。Mo型とV型の両方を持つ株で、培地中のMo濃度低下により、Mo型の活性を低下させる目的で、ガラス瓶に代えてガスバリアー性プラスチックバッグを利用した培養容器を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Flexible plastic bioreactors for photobiological hydrogen production by hydrogenase-deficient cyanobacteria (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kitashima, H. Masukawa, H. Sakurai, K. Inoue
  • 雑誌名: Biosci. Biochem 巻: 76 ページ: 831-833
• [雑誌論文] Genetic engineering of cyanobacteria to enhance biohydrogen production from sunlight and wateR (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Masukawa, M. Kitashima, K. Inoue, H. Sakurai, R. P. Hausinger
  • 雑誌名: AMBIO 巻: 41, suppl. 2 ページ: 169-173
• [雑誌論文] シアノバクテリアを利用した海面上での水素の大規模生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北島正治、桜井英博、井上和仁
  • 雑誌名: 水環境学会誌 巻: 34 ページ: 108-112
• [雑誌論文] Site-directed mutagenesis of the Anabaena sp. strain PCC 7120 nitrogenase active site to increase photobiological hydrogen production (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Masukawa, K. Inoue, H. Sakurai, C. P. Wolk, R. P. Hausinger
  • 雑誌名: Appl. Env. Microbiol 巻: 76 ページ: 6741-6750
• [雑誌論文] A feasibility study of large-scale photobiological hydrogen production utilizing mariculture-raised cyanobacteria. (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sakurai, H. Masukawa, M. Kitashima, K. Inoue
  • 雑誌名: Adv. Exp. Med. Biol 巻: 675 ページ: 291-303
• [学会発表] シアノバクテリアのニトロゲナーゼによる水素生産の持続性の向上とバイオリアクター素材の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 櫻井英博、増川一、北島正治、井上和仁
  • 学会等名: 第14回マリンバイオテクノロジー学会
  • 発表場所: セッション座長
  • 年月日: 20110528-29
• [学会発表] Challenges for large-scale photobiological hydrogen production on the ocean surface (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sakurai, H. Masukawa, M, Kitashima, K. Inoue
  • 学会等名: Marine-Tech Summit-2010
  • 発表場所: Dalian
  • 年月日: 20101025-28
• [学会発表] Culture conditions and genetic engineering towards improved photobiological hydrogen production by cyanobacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sakurai, H. Masukawa, M, Kitashima, K. Inoue
  • 学会等名: 15th International Congress on Photosynthesis
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 20100822-27
• [学会発表] A survey of the economical viability of large-scale photobiological hydrogen production utilizing cyanobacteria (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Sakurai, H. Masukawa, M, Kitashima, K. Inoue
  • 学会等名: 13th International Conference on Phototrophic Prokaryote
  • 発表場所: Motreal
  • 年月日: 20090810-15
• [図書] A preliminary survey of the economical viability of large-scale photobiological hydrogen production utilizing mariculture-raised cyanobacteria (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Sakurai, H. Masukawa, K. Inoue
  • 総ページ数: 443-462
  • 出版者: Nova Science Publisher
• [図書] Improvement of nitrogenase-based photobiological hydrogen production by cyanobacteria by gene engineering In : Proc 15th International Congress on Photosynthesis
  • 著者名/発表者名: H. Sakurai, M. Kitashima, H. Masukawa, K. Inoue
  • 出版者: Springer Verlag
• [図書] 光合成による水素生産
  • 著者名/発表者名: 桜井英博
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 藻類の光合成
  • 著者名/発表者名: 桜井英博
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] 神奈川大学・光合成水素生産研究所
  • URL: http://bio-hydrogen.kanagawa-u.ac.jp/index.html
• [産業財産権] ガスサンプリングデバイス (2009)
  • 発明者名: 桜井英博、増川一、井上和仁、北島正治
  • 権利者名: 早稲田大学、櫻井英博(神奈川大学より譲渡)
  • 産業財産権番号: 特願、特願2009-218160
  • 出願年月日: 2009-12-18