ボトムアップバイオテクノロジーによる持続可能社会への貢献

取組要旨

微生物やこれらが生産する酵素を利用した化学品生産技術であるバイオプロセスは、持続型産業社会を構築するためのキーテクノロジーとして注目を集めています。私たちはこれまでに、様々な微生物に由来する遺伝子や酵素などの生体分子をボトムアップ式に組みあわせることで、天然には存在しない生物機能を有したシステムを育種することに取り組んできました（いわゆる合成生物学、別添図左 、参考文献１）。このようなシステムを商業スケールで稼働させることにより、バイオ燃料などの多彩な化学品の発酵製造が可能になります。また同様の考え方に基づき、機能の異なる種々の微生物をボトムアップ式に組みあわせ、天然には存在しない機能を有した人工エコシステム（人工微生物群集）を創生する取り組みにも着手しています。これにより、ヒト腸内菌叢の改善や資源循環の促進などに資する新たなイノベーション、あるいはそれを達成するための学理や技術が構築できると期待されます（合成生態学、別添図 右）。なおこれらの研究の一部は、本部局の特長を活かし、海外研究機関（タイ、ドイツ）との共同研究として実施されています。

研究成果・インパクト

微生物群集内の相互作用について知見を得た先の目標として、これらの相互作用を制御し、微生物群集が関わる各種物質変換プロセス（廃水・廃棄物処理、土壌改良、発酵食品生産等）を任意にコントロール可能な技術体系の実現が考えられます。将来的に、医療・農業・工業といった幅広い産業分野にイノベーションをもたらすことが本研究の究極的な目標です。一例を挙げますと、微生物群集の制御により、有機性廃棄物の再資源化効率と廃棄物処理産業の経済効率を高めることができれば、わが国におけるCO₂排出量を年間30万トン削減できるという試算ができています。

担当研究者

本田孝祐（生物工学国際交流センター）

備考

本取り組みについては経営企画オフィスが作成された資料（大阪大学若手研究者の取組・ビジョン）でも紹介させていただいております（参考資料１）。

キーワード

ボトムアップバイオテクノロジー、合成生物学、合成生態学

応用分野

化学、エネルギー、資源循環