福澤秀哉 生命科学研究科教授、梶川昌孝 同助教、伊福健太郎 同助教らの研究グループは、小川順 農学研究科教授、岸野重信 同助教、安藤晃規 同助教らと共同で、牡蠣やウニの養殖で餌として利用されている植物プランクトンのツノケイソウを用いて、ヒマシ油の主な成分であるリシノール酸の生産に成功しました。
本研究成果は、2016年11月10日に英国の学術誌「Scientific Reports」にオンライン掲載されました。
研究者からのコメント
上段左から、福泽教授、梶川助教、伊福助教
下段左から、小川教授、岸野助教、安藤助教
植物プランクトンである微细藻类は、光合成によって二酸化炭素を固定して生育する生物です。养殖业では珪藻が利用されていますが、もともと细胞が持っていなかった有用物质を作らせることは困难でした。牡蠣などの养殖で利用される実用珪藻のツノケイソウで、医薬品や化成品原料となるリシノール酸の生产が今回成功したことで、微细藻类を用いた有用物质の生产が今后期待されます。
本研究成果のポイント
- ツノケイソウが水产试験场などで大量培养の実绩があり活発な脂质生成経路を持つことから、高付加価値脂质の生产の场として着目した。
- 本研究では、リシノール酸の生合成酵素遗伝子を真菌の一种「麦角菌」から単离し、矩形波パルスを用いたエレクトロポレーション法（特许取得済）によりツノケイソウに导入して、リシノール酸生产株を确立した。光合成で増殖する植物プランクトンには元々存在しない有用脂肪酸を生产することに世界で初めて成功した。
- 脂肪酸锁长延长酵素を强化することで、リシノール酸の生产量をさらに向上することに成功した。
- 水酸基が露出するリシノール酸が培养液に存在すると、酵母を含む多くの微生物の増殖が阻害されることから、リシノール酸生产の障害となっていた。これに対してツノケイソウは、リシノール酸の水酸基に脂肪酸を新たに结合することで水酸基を无くし、新しくエストライド构造をもつ油脂（エストライド罢础骋）を蓄积しつつ増殖した。エストライド罢础骋は、容易にリシノール酸に再変换でき、それ自体に薬理活性が期待されることから、ツノケイソウはリシノール酸だけでなくエストライド罢础骋の供给源としても活用できる可能性がある。
- 细胞の増殖は25度が适していたが、リシノール酸生产には15度以下での培养が适していたことから、気温の低い地方での培养に利点がある。
概要
藻类を供给源としたバイオ燃料生产については社会的な要求もあり、高脂质?高炭化水素蓄积性の藻类の探索や、モデル藻类を用いた油脂蓄积机构の研究が国内外において取り组まれています。しかし、现段阶では燃料として生产させるよりも、付加価値の高い有用物质の生产が现実的だと考えられています。
本研究グループは、机能性プラスチックや工业製品の原料として利用可能な水酸化脂肪酸のリシノール酸に着目しました。现在、リシノール酸はトウゴマの种子油から精製されていますが、トウゴマの种子は毒性物质をもつなど问题点が多く、他生物での生产が求められます。そこで、水产业で商业的に利用され高油脂蓄积能を持つ珪藻ツノケイソウでの代谢工学的手法を用いた生产を试みました。
その结果、リシノール酸の生成に成功し、藻类がトウゴマに代わるリシノール酸の代替供给源となる可能性を示しました。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
【碍鲍搁贰狈础滨アクセス鲍搁尝】
Masataka Kajikawa, Tatsuki Abe, Kentaro Ifuku, Ken-ichi Furutani, Dongyi Yan, Tomoyo Okuda, Akinori Ando, Shigenobu Kishino, Jun Ogawa & Hideya Fukuzawa. (2016). Production of ricinoleic acid-containing monoestolide triacylglycerides in an oleaginous diatom, Chaetoceros gracilis. Scientific Reports, 6: 36809.
- 日刊工業新聞（11月22日 23面）、化学工業日報（11月18日）に掲載されました。
