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新規な還元力供給システムを利用した二酸化炭素からの生分解性プラスチック合成

使用新型还原电源系统从二氧化碳合成可生物降解塑料

基本信息

批准号：
21K17908
负责人：
宮原佑宜
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本申請課題では、新規な還元力供給システムの構築および低濃度の水素ガスを用いることで、水素ガスによる爆発の危険性を完全に解除した独立栄養培養系の構築を試みる。また、生分解性プラスチックであるポリヒドロキシアルカン酸（PHA）を細胞内に合成、蓄積する化学合成独立栄養細菌Ralstonia eutrophaを使用することで、二酸化炭素からのPHA生産手法の創生を目指す。本年度は、低濃度の水素ガス（4vol%）をジャーファーメンターに連続的に供給することで、爆発リスクを完全に解除した独立栄養培養システムの構築を行った。発酵槽へと供給するガス流量、攪拌速度、培地へ添加する窒素源濃度を検討することで、良好な細胞増殖およびPHA生産を達成した。培養144時間で細胞内に最大89wt%のPHAが蓄積し、2.94 g/Lの生産量でPHA生産を行うことができた。さらに、本培養システムを遺伝子組換え株の独立栄養培養へと応用することに成功した。遺伝子組換え株を用いることで、優れた材料物性を有する共重合体PHAを二酸化炭素から合成することが可能となる。今後は、培養システムを最適化することで、更なる培養の効率化を行い、より実用的な共重合体PHA生産へと応用する。

The subject of the present application is to construct a new system for the supply of reactive elements and to try to completely eliminate the risk of explosion of low concentration of water elements and to construct an independent culture system. The method of producing PHA by using Ralstonia eutropha, an independent chemosynthetic bacteria, is described. This year, the construction of an independent culture system was completely eliminated due to the low concentration of water (4 vol %). The flow rate, agitation speed, nutrient source concentration of the fermentation tank supply, good cell proliferation and PHA production are discussed. After 144 hours of culture, the maximum PHA accumulation in the cells was 89 wt %, and the PHA production was 2.94 g/L. This culture system was successfully used in the independent culture of the sub-group. The composition of PHA-diacid carbon is possible. In the future, we will optimize the culture system, improve the efficiency of culture, and improve the efficiency of PHA production.