客观日本

日本明治大学等使用微小藻类成功制成塑料原料

2017年02月09日 生物医药

日本明治大学农学部专任讲师小山内崇与理化学研究所环境资源科学研究中心研究小组组长平井优美等人的共同研究团队最近利用微小藻类眼虫(Euglena)成功地生产出了塑料的原料琥珀酸。目前,琥珀酸主要以石油为原料通过化学方法进行生产。据说如能确立利用眼虫稳定生产琥珀酸的体制,不仅可以减少石油的消费量,还有望通过眼虫的光合作用达到削减二氧化碳的效果。

研究团队此前已经查明了蓝藻会在一定条件下从细胞放出琥珀酸、乳酸等物质。于是这次着眼于通过光合作用在细胞内合成副淀粉等多糖类物质的眼虫,对其是否也能生成琥珀酸做了调查。实验中使用了正在被频繁地开展着研究的小眼虫(Euglena gracilis)。在室温里明亮、氧气充足的状态下(明处、好氧条件)培养小眼虫,然后将其转移到黑暗、几乎没有氧气(暗处、厌氧条件)的地方之后,观察到了细胞放出琥珀酸。

研究团队还在暗处、厌氧条件下调查了改变培养基等对生产量的影响。在温度为25度和30度的条件下,在合成培养基和缓冲液培养基中分别作为碳源加入碳酸氢钠和葡萄糖进行培养之后,了解到在合成培养基添加碳酸氢钠时,与温度无关,比缓冲液培养基时的细胞外的琥珀酸更多。

眼虫在外部不添加碳源的时候,以副淀粉为原料生成琥珀酸,副淀粉在缺乏氮时会增加蓄积量。因此调查了在明处、好氧条件下使之缺乏氮元素后放到暗处、厌氧条件下培养后的生产量的变化。结果是每升的生产量为869.6毫克,比通常培养时多出了约70倍。创下了微小藻类生产琥珀酸的世界最高纪录。 

研究团队还对是否有与琥珀酸同样成为塑料的原料的乳酸的生产也做了调查,结果了解到了在厌氧条件下存在葡萄糖时生产乳酸的频率会变高。在细胞外没有碳源时几乎不生产乳酸。(完)

在厌氧条件下,使用不同的培养基、温度以及添加碳源培养3天之后的细胞外的琥珀酸量。(直线图表的左边2个显示使用了合成培养基,右边2个显示使用了缓冲液培养基。绿色显示添加了碳酸氢钠,茶色显示添加了葡萄糖,蓝色显示无添加。)

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转自明治大学新闻稿

文/客观日本编辑部

新闻稿URL(日文)
http://www.meiji.ac.jp/koho/press/2016/6t5h7p00000miguq.html

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