biomass utilization technology バイオマス活用技術

バイオマスの活用によって、
循環型社会の発展を支援致します。

植物の繊維は、糖の多量体(セルロースやヘミセルロース)です。 バイオマス活用は、「糖」のバイオ技術でbitsが社会に貢献できる分野と捉えて、再生可能な植物資源からエネルギーや工業材料を生産する循環型社会を応援します。

01

第二世代バイオエタノールの開発

代替燃料としてのバイオエタノールの歴史は古く、戦前からエネルギー自給のため、デンプン質(サツマイモなど)を原料とした工業用エタノールをガソリンに混入して使用されていました。

そして今日では、食糧と競合しない植物の繊維をエタノールに変換して燃料とする、「第二世代バイオエタノール」の開発が急務とされています。当社及び各関係機関による研究成果を実社会に応用することで、バイオエタノール生産技術の確立を目標としています。

技術課題のひとつとして繊維を単糖まで分解する糖化工程が難しいことが挙げられています。bitsでは糖化酵素系の最適化や糖化技術の創出、また工業プロセスに有利な発酵微生物の探索・研究開発に取り組んでいます。

バイオエタノール製造のコア技術開発から
生産体系の確立まで、最適なソリューションを提供します。

02

C5糖輸送体 / HGT2

バイオマス産業の抱える課題の一つに、ヘミセルロースを構成するキシロース、アラビノースといったペントース(C5糖)の利用率が低いことがあります。例えばバイオエタノールにおいては、ネイティブにキシロースを代謝できる微生物の中でエタノールを生産する微生物となるとわずかな種に限られてしまいます。バクテリアではZymomonas mobilis、真核微生物ではPichia stipitis、Candida shehatae、Pachysolen tannophilusなどが有名でしょう。しかしこれら代表的な微生物は、工業的な利用に耐えうるほど十分な資質は併せ持っていませんでした。

Saccharomyces cerevisiae(パン酵母)は、もとはキシロースを代謝できませんが、潜在的アルコール発酵能とアルコール耐性から工業的に期待が高く、他生物から必要な遺伝子を組込むことでキシロースからエタノールへと変換させることに成功しています。

キシロースは細胞内に取込まれるとペントースリン酸経路を通って代謝され、解糖系につながり有用物質にまで変換されるわけですが、現在の遺伝子組換えによりキシロース代謝能を付与したS. cerevisiaeでは、グルコースに比べキシロースの発酵速度は極度に遅く、工業的にバイオエタノール生産に利用するには至っていません。問題となる補酵素の酸化還元バランスの乱れや、代謝の遅延による副産物の蓄積を改善するため様々な試みが続けられています。

S. cerevisiaeのキシロース発酵のもう一つの問題は、ヘキソース(C6糖)に比べてペントース(C5糖)を細胞に取り込む能力の脆弱さにありました。ヘキソースに劣らない効率でペントース発酵能を付与させるためのアプローチの一つとして、我々は、この代謝の前段階である糖の取込み機構が重要な鍵になると着目しています。

渡辺准教授(京都大学大学院 農学研究科/現所属:愛媛大学 農学部)は、キシロース発酵性酵母であるP. stipitisのゲノム配列から糖輸送体を選抜し、個々の糖輸送能を検証しました。その中に新規のキシロース輸送体HGT2を見出し、細胞内への糖の取り込み強化がキシロースからのエタノール生産に有効であることを裏付けています。リアルタイムPCR解析からも、最も大量に発現していたのはこれまで知られていたSUT遺伝子群ではなく、上述のスクリーニングにて新たに同定されたHGT2遺伝子であり、タンパク質機能解析の結果と合わせてP. stipitisの最も主要なキシロース輸送体の発見であると示唆されています。

bitsは渡辺准教授と共同研究を進め、HGT2糖輸送体をはじめとする細胞へのペントース取込み強化技術の産業利用を目指しています。最終産物はエタノールに限らず、キシロース消費の向上に新しいアプローチを模索しているお客様へお試しいただきたい技術です。

発酵の第1ステップの改良を
ご一緒に検討させていただきます。

03

バイオマス利活用にむけたソリューションの提供

「再生可能な、生物由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」を総称してバイオマスと呼んでいます。種類もさまざまながら、加工方法・経済性も用途目的に応じてさまざまです。bitsはお客様のご要望に合わせ、以下のようなバイオマスの特性に合わせた技術情報を提供いたします。

  • バイオマス資源の性状評価
  • 加工技術
  • マテリアル利用法
  • 生産性の事前評価など

バイオエタノール製造のコア技術開発から
生産体系の確立まで、最適なソリューションを提供します。

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