改造微生物で作る！　カーボンニュートラルな化学製品

プラスチックを作る微生物？

地球の温暖化を防ぐためには、化石資源依存からの脱却は喫緊の課題です。しかし現在石油から作られているプラスチックや医薬品、燃料などの化学製品は生活に必要なものが多く、それらを使わない選択は現実的ではありません。そこでこうした化学製品を、微生物を利用して植物や海藻などから作り出す研究が行われています。
植物などのセルロースを分解して得られた糖（グルコース）を微生物に与えると、エネルギー源として代謝すると同時にさまざまな化合物を作ります。この微生物に遺伝子工学の技術を施して、人に有用な化合物を作ってもらうのです。例えば大腸菌はエタノールを作る遺伝子を持っていますが、より優れた燃料になるブタノールは作れません。そこでブタノールを作る別の微生物の遺伝子を導入します。さらに不必要な化合物を作らないように遺伝子を壊すなどして、目的の化合物の生産量を増やします。

毒性に強い微生物

ところが、化学製品の原料となる化合物の中には、微生物にとって有毒なものも多く含まれます。これらの化合物の生産効率を上げると、できた生成物で微生物が死んでしまいます。そこで着目されたのが「コクリア」という有機溶媒に耐性を持つ菌です。ただし世界中で研究に使われている大腸菌や酵母のようなメジャーな菌と異なり、コクリアでは遺伝子工学のツールがほとんどなく、遺伝子を導入するためのプラスミドベクターなどのツールを最初に作る必要がありました。

コクリアでスチレンを生産

コクリアの遺伝子工学ツールが出来上がったところでまず取り組まれたのが、発泡スチロールなどの材料となる「スチレン」の生成です。フェニルアラニンというアミノ酸からスチレンを合成するために、必要な遺伝子を酵母などから取り出してコクリアに導入しました。また、ほかのアミノ酸（トリプトファン、チロシン）の合成遺伝子を破壊し、スチレン生産性の向上などを試みています。スチレンの効率的な生産が成功すれば、そのほかいろいろな化合物の生産につながると期待されます。

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富山県立大学工学部生物工学科講師戸田弘先生

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代謝工学、遺伝子工学、応用微生物学

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メッセージ

大学で過ごす4年間、大学院にも行くなら6年間ないし10年間は、二十歳前後の青春真っただ中の時間です。気力も体力も非常に充実していて成長できる、人生の中で一番とも言える重要な時期です。ですから、大学にはしっかりとした目的意識を持って行ってほしいです。就職のためにとりあえずとか、この科目は苦手なのでこの学科、というようにあまり目的なく進学して、人生の一番いい時期を過ごすのはもったいないです。ぜひ将来をよく考えて、二十歳前後の貴重な時間を有意義に使ってください。

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