2021 Fiscal Year Annual Research Report
二酸化炭素微生物固定における低濃度水素利用法の開発
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19K22923
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柘植 丈治 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (70332260)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 生分解性プラスチック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、二酸化炭素の効率的な資源化技術の確立を目指し、生分解性プラスチック素材であるポリヒドロキシアルカン酸（PHA）を化学合成独立栄養細菌Ralstonia eutrophaによって二酸化炭素から独立栄養的に合成することを検討した。その際、供給するガスが漏洩しても爆発しないようにするために、水素を爆発下限界より低い濃度で維持することで、高い安全性を確保しつつ培養を行うことについて検討を行った。
爆発下限界より低い水素濃度においても、振とうフラスコを用いた培養においてR. eutrophaを良好に成育させることが可能であった。また、細胞内に最大で70 wt%のPHAを蓄積することを確認した。そこで、低濃度の水素（4%）を含む混合ガスを連続的にジャーファーメンターに供給し、R. eutrophaを安全に培養するシステムの構築について検討を行った。新たに構築した培養システムを用いると、フルクトースを炭素源とした従属栄養培養より若干遅い程度の増殖速度で独立栄養培養を行うことが可能であった。このことは、爆発下限界の水素濃度でも十分に独立栄養培養に適用することができることを示しており、爆発のリスクがないことからその高い優位性や有用性を示すことができた。今後は、スケールアップを目指し、どこまでPHAの生産収量を増やすことが可能かについて検討を行う。また、遺伝子組換えR. eutrophaを育種し、材料物性に優れた共重合体PHAの生産についても検討を行う。
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