vol.09 スーパーユーグレナを獲得せよ。

euglena Project

09

スーパーユーグレナを
獲得せよ。

バイオ燃料低コスト化に向けた
油の含有量が多いミドリムシの品種改良法の開発

2014.10-2017.03

完了

前例がないミドリムシの品種改良法の開発

同じミドリムシでも種類ごとに特徴が異なり、栄養素を多く含むミドリムシもいれば、油を多く含むぽっちゃりした形のミドリムシもいる。

―2014年。ミドリムシの可能性に興味を持ち、研究員として入社した岩田は思案していた。
「バイオ燃料事業の実現に向け、油を多く含むミドリムシだけを効率的に選び出し、大量に培養することができれば…」
植物のように光合成(水とCO2)で育つミドリムシをバイオ燃料の原料として活用できれば、理論上は石油と比べて大気中のCO2を増やさない。ミドリムシはまさに地球に優しい燃料になるのだ。

そう考えていた矢先だった。
2014年10月、内閣府が主導する革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)が、産業や社会のあり方に大きな変革をもたらす革新的な研究テーマの募集を開始し、偶然にも合田プログラムマネージャーから当社に声がかかった。
「ミドリムシの中には、まだ見つけることができていない性能の良い特別なミドリムシが存在するはずです。ミドリムシの研究を続けるユーグレナ社と私で一緒に探してみませんか?」

当時、当社を含めてどの研究機関もミドリムシを品種改良できた例はなかった。なぜならばミドリムシは遺伝子組み換えが難しく、その他の品種改良の方法も当時確立されていなかったからだ。
しかし、ミドリムシに特殊な変化を与えることで、おそらく池や川など淡水に住む野生の品種とは違う特徴をもつ個体を含む集団を出現させることが可能。そして、その中から特定の特徴をもつミドリムシを選び出す技術があればバイオ燃料向けに油の含有量が多い品種をつくり出せるのではないか、とのことだった。

こうして、数多いるミドリムシの中でもバイオ燃料生産に適した特徴を持つミドリムシ(学名:ユーグレナ)、すなわち「スーパーユーグレナ」をつくり出す研究が岩田をリーダーとしたチームで始まった。

2015年当時の岩田

二人三脚で行うミドリムシの研究

ImPACTのプログラムの期間はわずか2年半。
「この限られた期間でどうにか成果を出さなければ…」
岩田は一から研究計画を立て、実験を進めていった。

まずは、人為的に油の含有量が多いミドリムシを作り出せるか実験した。
ミドリムシに強制的に変化を与えることで、野生の品種とは異なる様々な特徴をもつミドリムシを作り出すことができるという仮説のもと、重イオンビーム*をミドリムシに照射することにした。重イオンビームを利用できる機関は日本でもかなり限られており、当社は理化学研究所に協力を仰いだ。

*加速された高エネルギーを持つ鉄イオンを照射し、ミドリムシのゲノムに特殊な変化を与える。

「照射が強すぎるとミドリムシは死んでしまうし、照射が弱すぎると株によい変化を与えられない…」
ミドリムシに重イオンビームを照射するのは初めての試み。なんと、1回目の実験では照射が強すぎてミドリムシが全滅。さらに、重イオンビームは他の研究者もよく使う実験装置であるため、一度実験に失敗すると3カ月待たねばならなかった。
岩田は、極力少ない回数で成功できるように、重イオンビームの当て方について論文を読んで仮説・検証を繰り返し、なんとか1年で野生の品種とは異なる特徴を持つミドリムシが含まれる集団をつくりだすことに成功した。

次は、重イオンビームでつくり出した野生の品種とは異なる特徴を持つミドリムシを含む集団から、油の含有量が多いミドリムシを選び出す手法を探し、実験した。
ある日、岩田がどのようにして特定のミドリムシを選び出すのがよいか考えていたところ、合田プログラムマネージャーからこんな提案があった。
「セルソーターを使えば、特定のミドリムシを選別できるかもしれないですよ」
セルソーターは、さまざまな種類の細胞から特定の細胞を選び出すための装置。もちろんミドリムシを試した前例はなかったが、とにかくやるしかない。早速、同僚でありともにImPACTのプロジェクトを進めているベテラン研究員の山田に相談すると、山田はこう言った。
「岩田さん、油の含有量が多いミドリムシなら選抜可能かもしれないです。試してみましょう」

セルソーターを初めて試した日…。またもや膨大な数のミドリムシが死んでしまった。
その後、数か月の原因検証の結果、ミドリムシの細胞が大きいのでノズルにひっかかって死んでしまうことがわかった。その原因が分かったことで岩田は山田とともに、セルソーターのノズルの大きさを調整することで、特定のミドリムシだけを選びだす手法を開発した。
「山田さん、やりましたね!この中から油の含有量が多いミドリムシを効率的に選び出すために、油が蛍光色に染まる試薬でミドリムシを染めて、蛍光強度の違いを利用してよく光るミドリムシだけを取り出しましょう!」

特定のミドリムシだけをセルソーターで選び出す手法を見つけた岩田と山田は、より蛍光強度が強いミドリムシを何回か分けて選出し、育てる作業を繰り返した。

そして2015年6月のある朝、岩田が鶴見のラボに出社すると、山田が言った。
「とれたかもしれない…油の含有量が多いミドリムシ!」
「本当ですか…!」

油脂含有量の比較
新しく取れたミドリムシは油の含有量が通常より40%多かった

こうして、チーム岩田は世界で初めて油の含有量の多いミドリムシを品種改良により獲得し、特定のミドリムシを選抜する方法を世界で初めて確立した。また、野生のミドリムシより約40%も油を多く含むミドリムシを獲得することに成功した。

当社はこの2人の貢献もあり、2020年のバイオ燃料の実用化を加速している。

2017年10月掲出

euglena Data

~「スーパーユーグレナ」の選別方法について~

登場人物

研究開発部
研究企画開発課 課長
岩田 修

2013年4月、研究員として入社。2014年からミドリムシなどの品種改良に携わる。

「これからも色々なミドリムシを探して、世界を変えられるような研究成果を出し続け、バイオ燃料事業実現に貢献します。」

euglena Projects

vol.00

バングラデシュの子どもたちを
救う素材を探せ。

vol.01

誰もなし得ていない、ミドリムシの
屋外大量培養技術を確立せよ。

vol.02

ミドリムシを
300億円市場に育て上げよ。

vol.03

バングラデシュの
全ての小学校に給食を。

vol.04

煙突から排出されるCO2
ミドリムシを培養せよ。

vol.05

ミドリムシの化粧品事業を
立ち上げよ。

vol.06

日本初のバイオジェット燃料
製造プラントを建設せよ。

vol.07

「ミドリムシ」の名前を
武器にせよ。

vol.08

中国にミドリムシを
普及せよ。

vol.09

スーパーユーグレナを
獲得せよ。

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