藻から油脂、バイオ燃料生産も 脂質蓄積増と組成改変技術開発

　油脂をため込む能力を持つ藻に別の藻の遺伝子を導入することで、油脂の生産能力をさらに増強できることを、東京工業大学の研究チームが発見した。さまざまな有用油脂を工業規模で生産する技術につながるのでは、と期待されている。

　東京工業大学大学院生命理工学研究科の岩井雅子(いわい まさこ)研究員、太田啓之(おおた ひろゆき)教授らが用いたナンノクロロプシスという藻は、細胞中に油脂だけを大量にため込む特徴で知られる。窒素が欠乏した条件下で油脂の蓄積量が増える一方、窒素欠乏下では藻自身の生育が著しく阻害されるという多くの藻に共通の性質も持つ。

　油脂の生産に利用しようとするとこうした二律背反の性質を変える必要がある。研究チームが着目したのは、コンブやワカメと同じ二次共生藻に属するクラミドモナスという緑藻。二次共生藻は葉緑体を持つ他の藻類を細胞内に丸ごと取り込んで光合成の能力を獲得したと考えられている。これに対し一次共生藻に属するナンノクロロプシスは、高等植物と同様に、バクテリアの細胞内共生により光合成器官である葉緑体を獲得したとされる。光合成を行うのは共通だが、同じ藻でも起源は全く違う。

　研究チームは、いずれもクラミドモナスから取り出した糖脂質合成に関わる遺伝子プロモーターと油脂合成遺伝子を結合し、ナンノクロロプシスに導入したところ、油脂の蓄積量が増えたほか脂肪酸組成の改変ができることが確認された。

　ナンノクロロプシスはもともと他の藻類に比べ、細胞に多量の油脂を蓄積する能力を持つことに加え、高密度での培養が可能。海産性であることから海水を用いて培養できる。遺伝子プロモーターを機能の異なる種々の脂質合成遺伝子と結合して用いることで、さまざまな有用脂肪酸を含む油脂の大量生産が期待される、と研究チームは言っている。

　近年、藻類が生産する油脂やその油脂に含まれる脂肪酸が化学工業用油脂やバイオ燃料の原材料として注目されている。この研究成果は、科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業(CREST)の研究領域「藻類・水圏微生物の機能解明と制御によるバイオエネルギー創成のための基盤技術の創出」の研究課題の一つである「植物栄養細胞をモデルとした藻類脂質生産系の戦略的構築」によって得られた。