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

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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。