研究室・教員

主な研究テーマ

分子生物学的アプローチによるPET代謝細菌の機能解明

ポリエチレンテレフタレート（PET）はペットボトルやポリエステル繊維の材料です。私たちが発見した細菌Ideonella sakaiensisはPETを分解・代謝することができます（図１）。これまでに、このPETを加水分解するユニークな酵素の発見から、本細菌がPETを栄養源として利用していることが明らかとなりました（図２）。本研究テーマでは、ゲノム、トランスクリプトームのような分子生物学的な情報を紐解き、遺伝学的手法や生化学的手法を用いてPET分解に関与する分子機構の発見を目指しています。

代謝工学によるプラスチックリファイナリーへの挑戦

PETは生分解されないため、自然界に蓄積し、景観や生態系を破壊しています。従来のPETリサイクル手法は、膨大なエネルギーを消費し、激烈な薬剤を使用するなど、高コスト・高環境負荷という問題があります。一方、I. sakaiensisはこのPETを分解し、自身のエネルギーや細胞の構成成分に変換する代謝系を持っています。このPET代謝の発見は、微生物発酵による廃棄されたPETの有効利用の可能性を拓きました。本研究テーマでは、本細菌の特殊な代謝能力に着目し、遺伝子工学的な手法を用いて代謝を改変・増強することで、PETから高付加価値な化合物を生産する株の育種を試みています（図３）。

「見る微生物学」による新たな生命機能の探索

微生物研究は、光学顕微鏡を用いての細胞観察、あるいは酵素反応などでその存在を追うことができる分子の生化学解析が中心でした。実際には微生物は細胞よりもずっと小さなナノスケールの構造体を作っていますが、その観察は困難で、機能もわからないため、これまで注目されずにきました。本研究テーマではこれら微小構造体を、光学顕微鏡よりも性能が高い電子顕微鏡や超解像度顕微鏡などを用いて観察することで、新しい微生物の世界に踏み込みこみます。百聞は一見に如かず、「見る」ことから気づきを得て、真の機能の解明に近づきます。