生物細胞の力を生かすスマートセル成果事例紹介

全国の企業や大学との連携で得た成果を一冊に

　本プロジェクトでは５年間にわたって、植物の生産性制御に係る共通基盤技術開発、植物による高機能品生産技術開発、高生産性微生物創製に資する情報解析システムの開発、微生物による高機能品生産技術開発という４種類の研究開発が進められてきました。成果集ではこれら研究開発のテーマを「共通基盤技術」と「物質生産検証事例」に分けて、技術概要や関連情報を紹介しています。

NEDOホームページで成果集を公開中

長寿ビタミンと呼ばれる希少アミノ酸を環境に優しく安価に量産

発酵技術を取り入れた生産方式により
エルゴチオネインを低コスト大量生産

　希少アミノ酸エルゴチオネインは強い抗酸化活性を有し、ヘルスケア等への利用が期待される一方、天然の生産量は少なく、製造コストの高さと化学合成では環境負荷が大きいことが課題でした。スマートセル技術を活用することで、環境負荷を抑えて安価に安定生産可能な微生物を構築しました。大量生産するための発酵プロセス開発を進めています。

一週間で数千株の培養評価が可能なハイスループット微生物構築・評価技術を開発し、反応性が高い高機能型酵素の取得に成功。

需要が拡大するコレステロールエステラーゼの生産改革

30年間使い続けて限界と思われた
産業用微生物の能力をさらに引き出す

　血中コレステロールの測定キットに使われる酵素コレステロールエステラーゼ。産業界では30年間にわたって微生物で生産し、これ以上の効率化は難しいと考えられていました。そこで、スマートセル技術を組み合わせたDBTLサイクルから導かれた新手法を試したところ、酵素の生産性が向上。情報技術により人知を超えた成果が得られました。

微生物の細胞内で酵素がどのように生産されるのか、情報技術で解析したことで、いままでとは違った培養方法を発見。

世界的に被害が甚大なジャガイモの根に寄生する害虫を駆除

硬い殻で覆われた不死身!?の害虫
解決の鍵は孵化だった

　ジャガイモシストセンチュウ（PCN）は、イモを植えると卵が孵化してイモに寄生して弱らせる害虫です。寄生前に駆除したいのですが、卵は環境・薬剤耐性の高い殻（シスト）に包まれているため効く農薬がほとんどありません。そこで注目したのが、ジャガイモが分泌する孵化促進物質PCN-HF。スマートセル技術を活用してこの物質の大量生産系を開発できれば、イモの収量低下という世界的課題の解決が期待されます。

作物を植える前に孵化促進物質PCN-HFをまくことで、幼虫は孵化しても餌がないため生存できず、イモを害虫被害から守ることができる。

植物の栽培環境をコントロールして有用な物質を増やす

栽培環境制御による成長促進で
シソの葉収量が増大

　シソ葉の抗酸化、抗アレルギー効果等を示す機能性成分の含有量・収穫量は露地栽培で不安定です。同社は白エゴマ（シソの変種）を用い、遺伝子組換え／ゲノム編集技術や植物工場における環境制御技術等によるシソ葉の機能性成分高含有化・安定生産を目指して研究を進めています。現在までに、単位面積当たりの年間収量は約50倍に、ある機能性成分は約20倍にまで増加させることに成功しています。

市販品のシソと比べると、そのサイズの違いが一目瞭然。収量増大は光や温度など栽培環境制御の最適化の成果。