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光合成産物の生産性を向上させた藻類およびその利用 新技術説明会

国内特許コード P130010098
掲載日 2013年11月26日
出願番号 特願2012-531869
登録番号 特許第5771616号
出願日 平成23年8月29日(2011.8.29)
登録日 平成27年7月3日(2015.7.3)
国際出願番号 JP2011069501
国際公開番号 WO2012029727
国際出願日 平成23年8月29日(2011.8.29)
国際公開日 平成24年3月8日(2012.3.8)
優先権データ
  • 特願2010-194210 (2010.8.31) JP
発明者
  • 小川 健一
  • 西川 正信
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 光合成産物の生産性を向上させた藻類およびその利用 新技術説明会
発明の概要 光合成産物の生産性が向上した藻類およびその利用を提供する。本発明に係る藻類は、葉緑体内のグルタチオン濃度が増加している。また、本発明に係るバイオマスの製造方法は、本発明に係る藻類または本発明に係る藻類の製造方法によって製造された藻類を用いてバイオマスを製造する。
従来技術、競合技術の概要


化石燃料に代わる燃料として、バイオマス由来の燃料、いわゆるバイオ燃料(例えば、バイオエタノール、バイオディーゼル等)が期待されている。



バイオ燃料の原料となる糖類(例えば、デンプン)や油脂等のバイオマスは、植物が光合成を行うことによって産生される。このため、光合成を活発に行い、糖類または油脂を細胞内に蓄積する能力を有する植物は、バイオマスの生産手段として利用可能である。現在、バイオマスを生産するために、主に、トウモロコシやダイズが利用されている。トウモロコシやダイズは、食料や飼料としても利用されている。このため、バイオ燃料の大幅な増産によって引き起こされる、食料および飼料の価格の高騰が問題視されている。



そこで、トウモロコシやダイズに代わるバイオマス生産手段として、藻類によるバイオマス生産が注目されている(例えば、特許文献1および特許文献2を参照)。藻類によるバイオマス生産は、食料や飼料と競合しない、大量に増殖させることができる、等の利点がある。



例えば、藻類の一種であるクラミドモナスについて、細胞壁が欠損した変異体あるいは細胞壁が薄くなる変異体が知られている(cw15,cw92等)。これらの変異体は、DNAを外部から細胞内へ導入する際に都合のよい性質であるため、遺伝子導入実験では広く使われている。また細胞が壊れやすいため、細胞内容物の回収が容易という意味でバイオマスの生産性を高めることから、これらの変異体を利用したバイオマス生産について報告されている。例えば、特許文献3には、クラミドモナスにおける細胞壁が欠損した変異体を用いて油脂を生産させる技術が記載されている。また、非特許文献1には、細胞壁変異(cw15)に加え、でんぷん合成遺伝子の欠損を有しているクラミドモナスは、油脂からなる油滴が細胞外へ放出されることが報告されている。非特許文献2には、クラミドモナスの細胞壁変異体(cw15)において、デンプン合成の遺伝子を破壊することで油脂の生産性が高まることが報告されている。また、クラミドモナス細胞壁の変異に関するレポートとして、非特許文献3が知られている。



また、藻類の一種であるクロレラを材料として、生産したデンプンを細胞外へ放出させ、続いてエタノール発酵を行う技術も報告されている(特許文献4)。

産業上の利用分野


本発明は、光合成産物の生産性を向上させた藻類およびその利用に関し、具体的には、光合成産物の生産性を向上させた藻類、当該藻類の製造方法、および当該藻類を用いたバイオマスの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
藻類の葉緑体内のグルタチオン濃度を増加させる、グルタチオン濃度増加工程;および
葉緑体内のグルタチオン濃度が増加した藻類をスクリーニングする、スクリーニング工程
を含み、
上記グルタチオン濃度増加工程が、
γ-グルタミルシステイン合成酵素をコードするポリヌクレオチドを上記藻類に導入すること;および
上記ポリヌクレオチドを導入した藻類を栽培すること
を含むことを特徴とする、葉緑体内のグルタチオン濃度が増加している藻類の製造方法。

【請求項2】
上記スクリーニング工程が、
上記ポリヌクレオチドによってコードされる外因性タンパク質の発現量および/または活性を測定すること;および
測定した発現量および/または活性を、上記藻類と同一種の野生型藻類における、上記ポリヌクレオチドによってコードされる内因性タンパク質の発現量および/または活性と比較すること
を含む、請求項に記載の製造方法。

【請求項3】
上記γ-グルタミルシステイン合成酵素をコードするポリヌクレオチドが、以下の(a)~(d)からなる群より選択されることを特徴とする、請求項に記載の製造方法:
(a)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(b)配列番号1に示されるアミノ酸配列において、10個以下のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、且つγ-グルタミルシステイン合成酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(c)配列番号2に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド;
(d)上記(a)~(c)のポリヌクレオチドのうちいずれかのポリヌクレオチドに相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つγ-グルタミルシステイン合成酵素活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。

【請求項4】
上記スクリーニング工程が、
上記葉緑体内のグルタチオン濃度を測定すること;および
測定したグルタチオン濃度を、同一条件で栽培した上記藻類と同一種の野生型藻類の葉緑体内のグルタチオン濃度と比較すること
を含む、請求項のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項5】
求項のいずれか一項に記載の藻類の製造方法によって製造された藻類を培養する工程を含むことを特徴とする、バイオマスの製造方法。

【請求項6】
上記藻類に対して光を照射する、光照射工程を含むことを特徴とする、請求項に記載のバイオマスの製造方法。

【請求項7】
上記光照射工程は、実質的に窒素飢餓ではない条件において行うことを特徴とする、請求項に記載のバイオマスの製造方法。

【請求項8】
上記藻類または上記藻類を培養した培養液に含まれている光合成産物を回収する工程をさらに含む、請求項のいずれか一項に記載のバイオマスの製造方法。

【請求項9】
請求項のいずれか1項に記載の製造方法によって製造された、藻類。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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