理研、海洋性の光合成細菌から高分子量バイオプラスチックを生成

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理化学研究所(理研)は2016年8月18日、高分子量のポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を生産する海洋性の光合成細菌を発見したと発表した。PHAはバイオプラスチックの一種。生分解性や生体適合性などの特性を持つため、石油由来のプラスチックに代わる材料として注目を集めている。

これまで、高等植物やシアノバクテリア(ラン藻)を用いたPHA生産の研究が進められてきた。しかし、これらの生物が生産するPHAの量はさほど多くなかった。

また、光合成細菌がPHAを生産することはすでに報告されていた。だが、研究に用いられる光合成細菌はほとんどが淡水性のもので、海洋性の細菌からPHAを生産する研究はあまり行われてなかった。

海洋性の光合成細菌によるPHA生産が可能になれば、高塩濃度の海水を培地に利用して他の細菌の混入を減らせる。そこで、理化学研究所の研究グループは、海洋性の光合成細菌を使ってPHAを生産できるかどうか検証することにした。

同研究グループは検証の結果、海洋性の光合成細菌である紅色硫黄細菌を、窒素成分を欠乏させた培地で培養すると、紅色硫黄細菌のPHA生産量が大きく増加することを確認。また、酢酸を炭素源として添加した人工海水で、同じく海洋性の光合成細菌である紅色非硫黄細菌を培養すると、紅色非硫黄細菌がPHAを生産するようになることを突き止めた。

さらに、これらの方法で精製したPHAの数平均分子量をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定。その結果、微生物が生産するPHAの数平均分子量が30万程度であるにもかかわらず、一部の紅色硫黄細菌と紅色非硫黄細菌がその2~3倍の数平均分子量のPHAを合成していることを明らかにしたとしている。

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