【特集】 微細藻類を用いた炭化水素燃料生産技術
--------------------------------------------------------------------------------

特集にあたって

--------------------------------------------------------------------------------
冨田勝(慶應義塾大学 先端生命科学研究所 教授)




--------------------------------------------------------------------------------

海洋微細藻類の工学的応用とエネルギー資源の可能性
Industrial Application of Marine Microalgae and their Potential for Bioenergy

--------------------------------------------------------------------------------
竹山春子(早稲田大学 理工学術院 先進理工学部 生命医科学科 教授)
松本光史(電源開発(株) 技術開発センター 若林研究所 バイオ研究室 主任研究員)

【目次】
1. はじめに
2. 海洋微細藻類による二酸化炭素の有用物質への変換
2.1 高度不飽和脂肪酸の生産
2.2 UV-A吸収物質
3. 海洋微細藻類を利用したバイオエネルギー生産
3.1 海洋微細藻類を利用したエタノール生産
3.2 海洋微細藻類を用いたバイオディーゼル燃料生産
3.2.1 高油分蓄積海洋微細藻類の獲得
3.2.2 Navicula sp.JPCC DA0580株のオイル成分
3.2.3 Navicula sp.JPCC DA0580株のオイル生産およびCO2固定量試算
3.3 微細藻類のポテンシャルについて
4. おわりに


--------------------------------------------------------------------------------

オイル産生微細藻における脂質蓄積機構の解明にむけて
Investigation of the Mechanism for Lipid Accumulation in Oil-rich Microalgae

--------------------------------------------------------------------------------
田中美穂(慶應義塾大学 環境情報学部 先端生命科学研究所)
伊藤卓朗(慶應義塾大学 先端生命科学研究所 研究員)
冨田勝(慶應義塾大学 先端生命科学研究所 教授)

オイルを蓄積する微細藻類は,次世代バイオ燃料の原料として期待されている。筆者らは,新たなオイル産生藻を探索するとともに,脂質蓄積や環境応答などの生理メカニズムを解明し,培養の効率化や高オイル産生株の開発を行うことで,藻類由来バイオ燃料生産の早期実用化が可能になると考える。本稿では,これらの実験手法と研究戦略について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 新規オイル産生微細藻
3. 環境ストレス応答と脂質蓄積
4. 代謝
5. メタボローム解析
6. おわりに


--------------------------------------------------------------------------------

バイオ燃料生産に適した微細藻類を見つけて増やす
Search and Cultivation of Microalgae Suitable for Biofuel Production

--------------------------------------------------------------------------------
藏野憲秀((株)デンソー 基礎研究所 先端材料研究4室 主幹)

海外に目を向けると,すでにalgae-based biofuel分野は多くの研究資金を獲得しているのに比べて,国内での動きは鈍い。本稿では,資源そのものについては小国だが生物資源の多様性では引けを取らない我が国において,世界の動きにキャッチアップし,その先をいくための生物資源の活かし方,すなわち微細藻類探索の具体的方法論を紹介する。

【目次】
1. はじめに:algae-based biofuel今昔
2. 探索
2.1 アメリカの例
2.2 国内の例
2.3 狙うべき特性
2.4 収集の実際
3. 単離法
4. 油分含有株の選抜
5. 培地の問題
5.1 どんな培地を使うか
5.2 培地組成の最適化
6. おわりに


--------------------------------------------------------------------------------

バイオマスエネルギーとしての微細藻類とそのビジネスの全体像
Business Environment and Recent Technologies of Microalgae as Biomass Energy Source

--------------------------------------------------------------------------------
中原剣((株)ネオ・モルガン研究所 事業開発部 マネージャー)
藤田朋宏((株)ネオ・モルガン研究所 代表取締役社長)

エネルギー分野での利用を中心に近年注目をあびている微細藻類は,既に投資家から多額の資金を集めている一方で,そのビジネスモデルの全貌は明らかになっていない。本稿では,微細藻類という古くて新しいバイオマス資源について,ビジネスの視点で世界的な現状をまとめ,世界で伍して戦っていくための当社の戦略を記した。

【目次】
1. はじめに
2. 微細藻類のバイオマスエネルギー利用の流れ
3. 米国の代表的な微細藻類ベンチャー
(1) Solazyme
(2) Sapphire Energy
(3) Synthetic Genomics
(4) Algenol
(5) GreenFuel
4. 米国微細藻類ベンチャーへの投資傾向
5. バリューチェーンの要となる微細藻類
6. 米国ベンチャーの微細藻類の品種改良戦略
7. 古くて新しい育種という概念
8. NMLの育種技術の特徴
9. 微細藻類ビジネスの確立
10. おわりに


--------------------------------------------------------------------------------

微細藻類からの炭化水素の効率的回収
Efficient Recovery of Hydrocarbons from Microalgae

--------------------------------------------------------------------------------
横山伸也((元)東京大学 大学院農学生命科学研究科 生物環境工学専攻 教授)

微細藻類は次世代のバイオ燃料として注目されている。微細藻類には石油に近い炭化水素や脂肪酸を含むものもあるが,実用化するためにはこれらの成分を効率的に抽出・分離する必要がある。しかし,現状ではこの抽出・分離操作による回収技術には問題が多く実用化の妨げになっている。ここでは,筆者らが開発してきた300℃前後の高温水熱処理によるオイル生産技術と,100℃以下での低温水熱処理による炭化水素の効率的な回収技術を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 水熱反応の概要
3. 藻体の高温水熱処理
3.1 ボツリオコッカスの高温水熱処理
3.2 ドナリエラの高温水熱処理
4. 高温水熱処理の課題
5. 藻体の低温水熱処理
6. エネルギー収支
7. おわりに


--------------------------------------------------------------------------------

微細藻類からバイオ燃料油の製造
On the Processing of Bio-fuel Oil from Microalgae

--------------------------------------------------------------------------------
前川孝昭((株)筑波バイオテック研究所 代表取締役;筑波大学 名誉教授)

微細藻類に含まれる脂質の特性および細胞の持つ良質のアミノ酸組成を有するタンパク質を考慮して,今後,燃料油および食料として確保すべきものと考えると,燃料油の製造では熱分解による直接法は採用しがたい。人口増加が目前に迫っている世界に対して,提供できるインフラは生産性の高い微細藻類の持つタンパク質の確保と脂質から燃料油を製造するシステムであり,エタノールによる抽出プロセスを置くことが得策である。また,微細藻類の脂質は遊離脂肪酸を多く含むことから,前処理を施すことによって高品質のBDFを製造できる目処がついた。残る問題は,中小規模(3,000～3万kl/年)の炭化水素製造装置の開発であり,このコストは水素の価格に左右される。

【目次】
1. はじめに
2. 藻類の生産性と特質
2.1 微細藻類生産の特質
2.2 微細藻類生産のポテンシャル
(1) 光合成の化学量論
2.3 CO2排出権取引
3. 微細藻類油脂の炭化水素化への問題点
3.1 微細藻類の油脂の特徴
3.2 プロセス形成
(1) 直接法
(2) 抽出法
3.3 BDFに求められる特性
3.4 NExBTL法
3.5 接触分解
3.6 水素化分解
4. おわりに


--------------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

--------------------------------------------------------------------------------

無細胞タンパク質合成系を活用した膜タンパク質合成法の開発
Development of Cell-free Protein Synthesis System for Production of Membrane Proteins

--------------------------------------------------------------------------------
下野和実((独)理化学研究所 横浜研究所 生命分子システム基盤研究領域(SSBC) 客員研究員;松山大学 薬学部 薬剤学研究室 助教)
白水美香子((独)理化学研究所 横浜研究所 生命分子システム基盤研究領域(SSBC) 上級研究員)
横山茂之((独)理化学研究所 横浜研究所 生命分子システム基盤研究領域(SSBC) 領域長)

膜タンパク質の構造・機能解析は,可溶性タンパク質に比べ進んでいない。大量試料調製の困難さが,膜タンパク質研究の妨げの1つとなっている。無細胞タンパク質合成系は,生命体の細胞機能維持性等の束縛条件が少なく合成系を構築できるため,生細胞発現系に比べ系の改変が容易などの利点を持つ。最近筆者らは,無細胞タンパク質合成系に界面活性剤と脂質の混合溶液を添加して,タンパク質合成と脂質二重膜リポソーム形成を同時に行わせる系を開発した。本稿では,無細胞タンパク質合成技術を用いた膜タンパク質の大量合成の現状と我々の研究成果を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 無細胞タンパク質合成
3. 膜タンパク質の大量合成
4. 翻訳共役型リポソーム再構成法の開発
5. 機能合成機構
6. 合成産物の機能
7. おわりに


--------------------------------------------------------------------------------

代謝調節による体内時計の制御
Metabolic Regulation of Circadian Clock

--------------------------------------------------------------------------------
大石勝隆((独)産業技術総合研究所 バイオメディカル研究部門 生物時計研究グループ グループ長)

地球上のほとんどすべての生物には,約24時間周期のリズムを刻む体内時計が存在し,睡眠覚醒や体温,血圧,内分泌などの概日リズム(サーカディアンリズム)を制御している。哺乳類においては,摂食のタイミングが光(明暗サイクル)に匹敵する体内時計の強力な同調因子であることが知られている。筆者らは,摂食のタイミングのみならず,食餌の内容によっても,体内時計の位相を調節できる可能性を見出した。

【目次】
1. はじめに
2. 体内時計の分子機構
3. 摂食のタイミング(制限給餌)による体内時計の制御
4. PPARαの活性化による体内時計の位相前進と睡眠制御
5. ケトン体食による体内時計の位相前進
6. 今後の展望


--------------------------------------------------------------------------------

BIO PRODUCTS

--------------------------------------------------------------------------------

5-アミノレブリン酸
5-Aminolevulinic Acid

--------------------------------------------------------------------------------
【目次】
1. 概要
2. 製法
3. 生産動向
4. 需要動向
5. 価格





--------------------------------------------------------------------------------