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韓国の研究チームが世界で初めて、代謝工学的に開発された微生物を利用してバイオマスからガソリンを生産する源泉技術を開発した。

まだ580.0mg/ℓ水準で生産性が低く、本格的な工程化に関する研究ができる30g/ℓ水準まではさらなる技術開発が必要なものの、原油でないバイオマスからガソリンを得られただけでも科学的価値は高い。

未来創造科学部は30日、グローバルフロンティア事業の次世代バイオマス研究団と気候変動対応技術開発事業の支援を受け、KAISTのイ・サンヨプ教授チームがこうした技術を開発してNature誌オンライン版に掲載したことを明らかにした。論文名は「Microbial production of short-chain alkanes」。

この新技術は、廃木材や雑草など非食用バイオマスを利用し、ガソリンやディーゼルなどのバイオ燃料とプラスチックのような既存の石油化学製品を生産することができる。本格的な産業化に達するまではまだ収率が低いデメリットがあるものの、粘り強い技術開発を通じて産業化を実現する計画だ。

研究チームは細胞の遺伝子操作を通じて特定の化合物を大量生産できる技術の「代謝工学」を通じ、クラッキング(cracking)なく微生物から使用可能なガソリンを直接生産することに世界で初めて成功した。

既に2010年、米国のあるベンチャー企業が微生物を利用してバイオディーゼルを生産した。これはBio-Alkane(培養液1リットル当たり約300mg)で、炭素鎖長が13～17のLong-chain Alkane。

しかし、今回韓国の研究チームが開発したのはガソリンで、炭素鎖長が4～12のShort-chain Alkane。従来の技術はクラッキング(cracking)過程を経ないとガソリンへ変換できず、多くの追加コストと時間が必要となる。

また、従来開発されたLong-chain Alkaneはディーゼルのみ活用できるものの、今回のShort-chain Alkaneはガソリンだけでなく、バイオ燃料や生分解性プラスチックなど様々なバイオ化合物を生産できるフラットフォーム技術になると見込まれる。

さらに、再生可能なバイオマスを転換し、バイオ燃料や界面活性剤、潤滑油などに利用できるアルコール(Fatty alcolols)とバイオディーゼル(Fatty ester)も生産できる。

研究チームは今回の研究を通じ、代謝工学技術を微生物に適用することで脂肪酸の合成を阻害する要素を取り除き、脂肪酸の長さを目的に応じてコントロールできる酵素を新しく見つけた。それを通じ、微生物で生産が難しかった短い脂肪酸の生産に成功した。

この脂肪酸誘導体からガソリンを生産できる「追加代謝反応」と生物内に存在しない植物由来の新規酵素を含めた「合成代謝経路」を取り入れ、最終的に大腸菌生産菌主を開発した。こうして開発された大腸菌を培養し、培養液1ℓ当たり約580mgのガソリン生産に成功した。

原文記事

出所：ニューシース(2013.09.30)

**本内容は上記のウェブ版に掲載されている記事を訳したものです。