秋山実里さん
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2023年11月11日に明治大学生田キャンパスで開催されたユーグレナ研究会第38回研究集会において、农学研究科農芸化学専攻?環境バイオテクノロジー（小山内崇准教授）研究室の博士前期課程２年 秋山実里さんが若手優秀発表賞を受賞しました。
発表演题
「Synechocystis sp. PCC 6803による水素生産とNADH/NAD?比の関連の解析」
近年、化石燃料の枯渇や地球温暖化が问题视されており、カーボンニュートラルな社会を実现するための新しい技术が求められています。シアノバクテリアは、酸素発生型の光合成を行う细菌であり、光合成により固定した二酸化炭素をもとに、水素や、有机酸など、様々な物质を生产します。水素は燃料として、有机酸はバイオプラスチックの原料や医薬品、产业分野での利用が期待される有用物质です。そのため、シアノバクテリアは、化石燃料に代替する有用物质生产の有望な宿主であると考えられています。
シアノバクテリアの一种であるSynechocystis sp. PCC 6803(シネコシスティス)は、水素を生産可能であり、水素は、ヒドロゲナーゼという酵素によって、NADHやフェレドキシンなどの還元力を用いて生産されます。還元力は、酸化型と還元型という2つの形をもち、細胞内の反応で酸化または還元されることで、繰り返し使われます。そのため、還元力の絶対量や、還元型の割合を増加させることで、水素を増産できる可能性があります。
また、シネコシスティスは、水素を生产する培养条件で、コハク酸や乳酸、酢酸といった有机酸も生产します。コハク酸や乳酸の生产には、水素と同様に、狈础顿贬が用いられます。一方、酢酸を生产する过程では、狈础顿贬が生じます。そのため、コハク酸や、乳酸、酢酸の生产に関与する酵素を欠损した遗伝子改変株では、狈础顿贬の酸化?还元のバランスが変化している可能性があります。そこで今回、私たちは、コハク酸、乳酸、酢酸の生产に関与する酵素を欠损した遗伝子改変株を用い、各株の水素生产量と、狈础顿贬の絶対量、および还元型の割合を解析することで、シネコシスティスの水素生产が、狈础顿贬の絶対量や还元型の割合によって影响を受けるかを调査しました。
その结果、水素生产量が、野生株と比べて増加または减少のどちらかに変化すると、狈础顿贬浓度が减少することが分かりました。さらに、水素生产量が减少した场合、狈础顿贬の还元型の割合を表す狈础顿贬/狈础顿?比が低下していることが明らかになりました。これらの结果は、シネコシスティスにおける水素生产と、狈础顿贬の絶対量や还元型の割合の関连を示し、狈础顿贬浓度や狈础顿贬/狈础顿?比の测定が、水素生产に有望な遗伝子改変株の探索に有用である可能性を示唆しています。本研究の成果は、シネコシスティスによる水素生产に対する理解を深める一助となる可能性があります。
