微細藻類-促進細菌共生系の機能解明とそれを利用した高効率物質生産の基盤創出

阐明微藻促进的细菌共生系统的功能，并为利用该系统进行高效材料生产奠定基础

• 批准号: 22K19867
• 负责人: 遠山 忠
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19867/
• 关键词: 微細藻類; バイオマス; 生物共生系; 脱炭素化

微細藻類を利用したモノ創りプロセスは脱炭素化に貢献するポテンシャルを有するが、物質生産性が低いことが最大の課題である。申請者は先行研究において微細藻類の増殖と代謝・物質合成系を促進する細菌を発見し、促進細菌が微細藻類生産を高める手段になるのではとの仮説を立てた。そこで、本研究は、微細藻類の光合成と有用物質生産の効率を高めることが期待できる促進細菌を分離し、「微細藻類-促進細菌共生系」が有する代謝・物質合成のメカニズムとポテンシャルを科学的に理解すると共に、「微細藻類-促進細菌共生モデル系」をバイオ触媒として活用してCO2から有用物質を高生産する技術を開発することを目的としている。本年度は、微細藻類としてChlamydomonas reinhardtii, Euglena gracilis, Chlorella vulgarisやChlorella sorokinianaなどを対象として、それぞれの微細藻類種に共生する促進細菌を探索することを試みた。その結果、合計100株以上の微細藻類共生細菌を分離することに成功した。さらに、分離菌株の16S rRNA遺伝子配列をもとにした系統分類学的同定を行った後に、植物ホルモンであるIAA生産性、鉄キレート物質であるシデロフォア生産性、藻類の増殖を補助するビタミンB群の生産性を調べた。微細藻類の共生細菌のほとんどは、IAA、シデロフォアあるいはビタミンB群のいずれか、または、複数の生産性を有しており、これらの特性が宿主である微細藻類の増殖に有益な作用をしているものと考えられた。さらに、分離した共生細菌から、宿主微細藻類の増殖を促進する優秀な促進細菌を合計30株以上獲得することができた。

使用微藻的创建过程有可能导致脱碳，但最大的挑战是它的材料生产力低。在先前的研究中，申请人发现了促进微藻生长，代谢和物质合成的细菌，并假设促进细菌可以作为增强微藻产生的一种手段。因此，这项研究旨在隔离启动子细菌，这些细菌可以提高微藻的光合作用效率和有用物质的生产，并在科学上了解“促进微藻细菌共生生物系统”的代谢和潜力”，并开发了“ Microalgae symeratial systeral systeral Asbotal systeral Asiotiotioticaimiotic”的技术，并开发出一种技术。来自二氧化碳的物质。今年，我们试图探索启动子细菌，这些细菌在共生物种上，靶向微藻，例如reinhardtii，euglena gracilis，euglena gracilis，chlorella dufvergaris和sorokiniana。结果，我们成功地分离了100多个微藻共生细菌。此外，在基于分离株的16S rRNA基因序列的系统发育鉴定之后，我们研究了植物激素IAA，植物激素，铁载体，铁螯合物物质和B族维生素的生产力的生产力，从而有助于藻类的生长。大多数微藻共生细菌具有IAA，铁载体或B族维生素或多重生产力，并且这些特性被认为对宿主微藻的生长具有有益的影响。此外，从分离的共生细菌中，我们能够获得30种优质启动子细菌，从而促进宿主微藻的生长。

项目成果

微細藻類Chlamydomonas reinhardtiiと共生する細菌の特徴と微細藻類バイオマス生産への応用

与微藻莱茵衣藻共存的细菌特性及其在微藻生物质生产中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: Amane Takei;Nanako Mizoguchi;Kento Ohnaka;Makoto Sakamoto;谷翔太，工藤彰洋，武居周，横山真男，矢川元基;武居周;遠山忠
• 通讯作者: 遠山忠