微生物機能の最大化による未利用資源の有効利活用技術の開発

さまざまな未利用資源、たとえば海藻、工場からの廃液資源などを微生物の餌にして、微生物に有用化合物をつくってもらうことで、これらの未利用資源を有効利活用する技術を開発し、持続可能社会構築へ貢献する、得られた知見を基盤としてさらなるフロンティアへと飛躍する、基礎研究は全ての基盤として最重視する、そのような基本的な想いで研究を進めています。

 

酵母Yarrowia lipolyticaによる褐藻からの油脂生産

　微生物ですが、石川県に着任してからは、Yarrowia lipolyticaという油を貯める酵母も対象としています。そう、この酵母はアルギン酸を食べられないので、（正確にはアルギン酸を酵素分解して生じるモノウロン酸DEHを）食べられるように遺伝子を組み込むのです。アルギン酸の分解物を餌にして、少量ながらも油をつくってくれるようになっています（下図）。この油は大豆油に近い組成でした。ゆくゆくは褐藻から大豆油（のような油）を生産したいと考えています。できた油は、原理的には食用油、バイオディーゼル燃料として利用可能で、ということは持続可能な航空燃料（SAF）の原料としても使えます。このような研究を進めていた過程で、全く新しい代謝を見いだし、現在、それを詳しく調べています。

 

 

 

油糧酵母 Rhodotorula toruloides による工場廃液資源からの細胞外多糖の生産

　油脂原料から様々な工業製品が生産されていますが、大量に発生するグリセロールを含む廃液の有効活用が社会課題となっています。我々は、油脂酵母Rhodotorula toruloides NBRC 8766株が、廃液中のグリセロールから細胞外多糖（EPS:主にマンノース糖分子が5万～１０万分子連なった高分子）を生産することを見いだしました。

　油脂酵母は本来、多様な炭素源を代謝して体内に大量の油脂を蓄積する微生物ですが、代謝が油脂生産からEPS生産へと切り替わるスイッチが、アンモニウム塩濃度、その代謝の結果として起こる培地の酸性化であることも分りました。EPSを生産する酵母としない酵母の形態の違い（下図）、EPS生産と油脂ならびに細胞内顆粒生産のトレードオフの関係も明らかになりました。現在、生産されたEPSがどのような役に立つかを調べています

 

 

 

 

 

 

図　EPSを生産する細胞（左）としない細胞（右）の電子顕微鏡観察結果。N：核、M：ミトコンドリア、V：液胞、L：脂質滴、E：推定EPS、I：細胞内の顆粒状構造、F：毛羽立ち様構造。倍率：×10,600（上段）、×63,300（下段）。スケールバー：1.0 μm（上段）、0.50 μm（下段）。毛羽立ち様構造（F）も分泌途中のEPS構造と推察される。

上記論文（Microbiol. Spectr. 1-16, 2026. doi:10.1128/spectrum.00429-26）Fig. 5を改変して掲載。