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生分解性プラスチックを合成する遺伝子組換え植物の創出

创造合成可生物降解塑料的转基因植物

基本信息

批准号：
16710059
负责人：
松本謙一郎
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo University of Science (2005)The Institute of Physical and Chemical Research (2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は微生物が合成する貯蔵物質であり、生分解性を有するプラスチックとして利用できることから、環境低負荷型のエコ材料として期待されている。当研究課題では、微生物のPHA生合成系遺伝子群を植物に導入することにより、太陽光と二酸化炭素からPHAを直接生産するシステムの開発を目指した。これにより、PHAの実用化への最大の障壁である生産コストが削減できる可能性がある。PHAはモノマー組成に依存して物性が変化することが知られており、炭素数が4(短鎖)のモノマーユニットを主成分とし、少量の炭素数が6以上(中鎖)のモノマーユニットを含む共重合体は、柔軟性がよく幅広い応用範囲が期待できる。しかし、植物細胞内には有効な中鎖のモノマー供給系が存在しないため、共重合体の合成は非常に困難であった。そこで当研究室グループで作成された新規な中鎖モノマー供給酵素である大腸菌由来変異型3-ketoacyl-ACP synthase III (FabH)を用いて、植物の葉緑体内での共重合体の合成を試みた。Pseudomonas sp.61-3及びWautersia eutropha由来のPHA生合成系遺伝子群と変異FabH遺伝子を導入したシロイヌナズナの組換え株は、PHA生合成系遺伝子群のみを導入した組換え株と比較して約2倍のPHAを蓄積した。さらにごく微量ではあるが、炭素数が6〜14のモノマーユニットを含む短鎖・中鎖共重合体が合成された。これより、植物の葉緑体内で中鎖のモノマーを供給する代謝経路の構築に成功した。また、変異型FabHは中鎖よりも短鎖モノマーの供給能力のほうが高いことが分かった。

A biosynthetic, biodegradable, and environmentally friendly PHA is expected to be used as a storage material. The aim of this study is to develop a system for the production of PHA directly from sunlight and carbon dioxide by introducing PHA into plants. The greatest barrier to PHA utilization is the possibility of a reduction in production. PHA composition is dependent on physical properties, and carbon number is 4(short lock), and carbon number is 6 or more (medium lock), and carbon number is 6 or more. In plant cells, there is a very difficult way to synthesize a complex because of the existence of a supply system When the laboratory prepared the new regulation, it was necessary to supply enzyme to E. coli and try to synthesize co-recombines in chloroplasts of plants. Pseudomonas sp.61-3 and Wautersia eutropha origin PHA biosynthesis system genetic group and variant FabH genetic group introduced into the plant, PHA biosynthesis system genetic group introduced into the plant, compared to about 2 times the PHA accumulation The number of carbon atoms is 6 ~ 14, and the number of carbon atoms is 6 ~ 14. The structure of metabolic pathways in chloroplasts of plants was successfully constructed. The supply capacity of the hybrid fabric is high and low.