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2014 年度 実績報告書

マリンビブリオを核とした海洋バイオ水素生産技術のビッグバン

研究課題

研究課題/領域番号 25292122
研究機関北海道大学

研究代表者

澤辺 智雄  北海道大学, 水産科学研究科(研究院), 教授 (30241376)

研究分担者 細川 雅史  北海道大学, 水産科学研究科(研究院), 准教授 (10241374)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード再生可能エネルギー / 水素 / 水産学 / 微生物 / ゲノム / バイオマス / カロテノイド
研究実績の概要

本研究の目的は,研究代表者が見いだしたバイオ水素生産能の高いVibrio tritoniusを核とした海藻糖質を原料とした連続的なバイオ水素生産技術基盤の構築である。
平成26年度は,昨年度に引き続き①連続的かつ安定的なバイオ水素生産を達成するための連続培養系の構築および②新規カロテノイド合成海洋細菌のカロテノイド生成遺伝子の同定を進め,以下の結果を得た。
1. V. tritoniusのRNA-Seq解析を行い,本菌の発酵的水素生成の鍵タンパク質複合体をコードするギ酸水素リアーゼ(FHL)遺伝子クラスターの発現はpHの変動による変化が少ないことがわかった。また,FHL遺伝子クラスターは,少なくとも3つのトランスクリプトに転写されていることが示唆された。
2. さらに,発酵的水素生成条件下におけるメタボロームを行い,水素生産が高いpH条件下では,カーボンフラックスが副経路に回っていることが示唆された。
3. V. tritoniusは,ギ酸から水素を生成可能であることが明らかになった。その最適条件を決定した。また,アルギン酸発酵性ビブリオにより,アルギン酸の生物変換により生成されたギ酸も,V. tritoniusは水素化した。
4. 単環式カロテノイドの一種であるmyxolを合成する細菌の多くがNonlabens属の種であり,ほぼ同一のmyxol生合成遺伝子クラスターを有していることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

RNA-Seqとメタボローム解析の実施,アルギン酸の水素化,カロテノイド遺伝子クラスター解析,において計画に沿った知見が得られた。

今後の研究の推進方策

今後,以下の点に重点をおき進める。
1. 海藻バイオマスからの効率的な水素生成システムの構築
2. カロテノイド生成可能なマリンビブリオ細胞の作出

次年度使用額が生じた理由

学内の支払日の都合による。具体的には、高速液体クロマトグラフィー用ポンプのリース代金(3月分)の引き落としが期限内に決算までに終えられなかったため。

次年度使用額の使用計画

高速液体クロマトグラフィー用ポンプの3月分リース代金に使用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Draft Genome Sequences of Two Vibrionaceae Species, Vibrio ponticus C121 and Photobacterium aphoticum C119, Isolated as Coral Reef Microbiota2014

    • 著者名/発表者名
      N. Al-Saari, P.M. Meirelles, S. Mino, W. Suda, K. Oshima, M. Hattori, M. Ohkuma, F.L. Thompson, B. Gomez-Gil, T. Sawabe, T. Sawabe
    • 雑誌名

      Genome Announc.

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      10.1128/genomeA.01095-14

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Draft Genome Sequences of Marine Flavobacterium Nonlabens Strains NR17, NR24, NR27, NR32, NR33, and Ara132014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakanishi, P. Meirelles, R. Suzuki, N. Takatani, S. Mino, W. Suda, K. Oshima, M. Hattori, M. Ohkuma, M. Hosokawa, K. Miyashita, F.L. Thompson, A. Niwa, T. Sawabe, T. Sawabe
    • 雑誌名

      Genome Announc.

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      10.1128/genomeA.01165-14

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 海洋細菌が有するカロテノイド合成系の体系的理解2014

    • 著者名/発表者名
      中西誠人・高谷直己・高峰・宮下和夫・細川雅史・大熊盛也・大島健志郎・服部正平・澤辺智雄
    • 学会等名
      日本水産学会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-17
  • [学会発表] マリンビブリオを生物触媒としたギ酸塩の水素変換条件の最適化2014

    • 著者名/発表者名
      天田愛梨、澤辺智雄
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 発表場所
      コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
  • [学会発表] 水素生成マリンビブリオの網羅的遺伝子発現解析2014

    • 著者名/発表者名
      水越草太、丸山史人、小椋義俊、林哲也、黒川顕、澤辺智雄
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 発表場所
      コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
  • [学会発表] Hydrogen production potential of vibrios: the efficiency, genome structure, and expression2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sawabe
    • 学会等名
      Vibrio2014
    • 発表場所
      スターリング大学(スコットランド・エディンバラ)
    • 年月日
      2014-04-01 – 2014-04-04
  • [図書] Springer Handbook of Marine Biotechnology2015

    • 著者名/発表者名
      T.A. Bruce, A. Gonzales, Y. Matsumura, F.L. Thompson, T. Sawabe
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2016-06-01  

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