研究成果

昆虫は腸内微生物で病気に強くなる
－腸内微生物が腸管を突破して昆虫の免疫系を活性化することを発見－
生物プロセス研究部門 菊池 義智 研究グループ長は、フランス国立科学研究センターと共同で、害虫が腸内微生物の力で病気に強くなる仕組みを初めて解明しました。

フェノールを含む廃水の処理の成否を左右する微生物群を特定
― メタン生成アーキアと共生する微生物の管理が鍵 ―
生物プロセス研究部門 微生物生態工学研究グループ 黒田 恭平 主任研究員、成廣 隆 研究グループ長らと、独立行政法人 国立高等専門学校機構 鹿児島工業高等専門学校 都市環境デザイン工学科 山田 真義 教授、山内 正仁 教授は、酸素のない環境（以下「嫌気性環境」という）で、廃水に含まれるフェノールの分解に関与している微生物群を特定し、分解経路を推定しました。さらに、廃水処理反応器の運転温度が変化すると、汚泥顆粒が肥大化し反応器外へ流出するバルキング現象が発生することを確認し、その原因となる微生物を推定しました。

廃水処理に利用される活性汚泥プロセスに共通する微生物群を特定
－微生物同士の捕食・寄生が安定した廃水処理に寄与－
生物プロセス研究部門 微生物生態工学研究グループ 黒田 恭平 研究員、成廣 隆 研究グループ長らは、環境創生研究部門 羽部 浩 副研究部門長、堀 知行 上級主任研究員ら、ならびに国立大学法人 長岡技術科学大学技学研究院 環境社会基盤系 幡本 将史 准教授、技術科学イノベーション系 山口 隆司 教授らと共同で、国内の産業廃水ならびに都市下水処理施設で運転されている７つの活性汚泥プロセスから、３年間にわたり繰り返し採取したのべ600個の複合微生物試料について、その微生物叢データを解析しました。その結果を基に、全プロセスに共通して存在する微生物群を特定し、それらのゲノム情報から捕食あるいは寄生作用を有する微生物群が多数含まれることを見出しました。

NEDOスマートセルプロジェクトの成果が製品化に結実
－体外診断用医薬品原料の供給を通して国内外の脂質異常症の検査に貢献－
NEDOのスマートセルプロジェクトで旭化成ファーマ（株）は産業技術総合研究所と、体外診断用医薬品の原料となる酵素コレステロールエステラーゼの生産効率向上に取り組み、今般、本成果を活用して生産したコレステロールエステラーゼ（製品名：CEN II）の製品化を達成しました。6月30日より、販売を開始します。
このスマートセルは、コレステロールエステラーゼの分泌生産量を野生株の30倍以上に向上し、従来の育種法ではできなかった高生産型スマートセルの構築を初めて実現したものです。これを活用したCEN IIを体外診断用医薬品原料として国内外に供給することを通じ、脂質異常症の検査に貢献します。

アルツハイマー病の神経傷害を抑制するペプチドを発見
― 安価で有効な新規治療法の開発への貢献に期待 ―
北海道大学大学院薬学研究院の鈴木利治特任教授（認知症先進予防・解析学分野）、同大学大学院生命科学院博士後期課程（研究当時）の齋藤 遥氏、浜松医科大学の尾内康臣教授、生物プロセス研究部門の羽田沙緒里主任研究員、浜松ホトニクス株式会社中央研究所の塚田秀夫主幹、株式会社ペプチド研究所の熊谷久美子サイエンスアドバイザーらの研究グループは、脳内で分泌されるペプチドの「p3-Alcβ」が神経細胞中のミトコンドリアを活性化することにより、アルツハイマー病の原因因子であるアミロイドβが引き起こす神経毒性を抑制することを見出しました。

PET関連物質を酸素の無い環境で分解する微生物を発見
－分解の鍵を握る新しい酵素を推定－
生物プロセス研究部門 微生物生態工学研究グループ 黒田 恭平 研究員、成廣 隆 研究グループ長、合成生物工学研究グループ Masaru K. Nobu 主任研究員らは、ペットボトルなどに用いられるポリエチレンテレフタレート（PET）のモノマーであるテレフタル酸ビス(2-ヒドロキシエチル)（BHET）やPET原料である難分解性物質テレフタル酸ジメチル（DMT）の分解が酸素の無い環境（嫌気性環境）で生じることを解明し、その浄化機構を微生物の培養とゲノム情報に基づき新規提案をしました。

ペットボトル原料製造過程における難分解性廃水の効率的な処理に成功
－異なる組成の廃水を意図的に混ぜて微生物の相互作用を促進して環境を守る－
生物プロセス研究部門 微生物生態工学研究グループ 黒田 恭平 研究員、成廣 隆 研究グループ長らは、ペットボトルなどに用いられるポリエチレンテレフタレートの原料となる高純度テレフタル酸とテレフタル酸ジメチルの製造過程で排出される高濃度有機性廃水の一括処理に成功し、その新しい処理機構を微生物のゲノム情報に基づき提案しました。

共生細菌のちからで害虫が農薬に強くなる助け合いの仕組みを解明
－共生細菌による農薬解毒を宿主昆虫が助けていた－
生物プロセス研究部門微生物生態工学研究グループ 菊池 義智 主任研究員らは、国立大学法人 北海道大学大学院農学院 博士後期課程（当時） Jang Seonghan 氏、公立大学法人 秋田県立大学生物資源科学部応用生物科学科 竹下 和貴 助教と共同で、国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構と協力し、害虫が腸内の共生細菌との作用で農薬抵抗性を獲得する仕組みを初めて解明しました。

南極の湖から新種のレジオネラ属菌の単離培養に成功
－本属としては初の低温耐性菌－
東京医科歯科大学/東邦大学の島田翔博士、産業技術総合研究所の中井亮佑研究員、東邦大学、国立極地研究所などの研究チームは、第60次南極地域観測隊（2018年～2019年）が採取した南極の湖の堆積物からレジオネラ属菌を探索し、その培養に成功しました。培養された菌株を詳しく調べた結果、4～25℃という低温条件で増殖する新種であることが分かりました。（詳細はリンク先をご覧ください）

 

昆虫の呼吸器官形成に関わる新しいメカニズムを解明
－昆虫の気管は活性酸素で硬くなる－
生物プロセス研究部門微生物生態工学研究グループ 菊池 義智 研究グループ付、伊藤 英臣 主任研究員らは、国立大学法人 北海道大学大学院農学院 博士課程学生 Jang Seonghan、石神 広太と共同で、国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構、大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 基礎生物学研究所、フランス国立科学研究センター（CNRS）と協力し、昆虫の呼吸器官である「気管」の形成時に、活性酸素種が気管を構成するタンパク質の架橋に関与し、その硬化と形態維持に重要な役割を果たすことを明らかにしました。

生体分子工学研究グループ 津田栄上級主任研究員が令和元年度（第10回）低温生物工学会・学会賞を受賞
生体分子工学研究グループ 津田 栄 上級主任研究員が「不凍タンパク質の分子機能と応用技術に関する研究」に関して令和元年度（第10回）低温生物工学会・学会賞を受賞しました。低温生物工学会は1959年創立の学会で、津田氏は8人目の学会賞受賞者になりました。