光合成で「バイオ燃料」を産み、細胞外へ放出する微細藻類を開発―回収エネルギーを大幅削減、セルフクローニング技術で早期の社会実装へ―(大学院理工学研究科西山佳孝教授)

2026/5/12

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ポイント

次世代燃料（FFA）を高生産する微細藻類を開発：ジェット燃料やディーゼル燃料の原料となる遊離脂肪酸（FFA：Free Fatty Acid）^（1）を効率よく作り出す微細藻類の開発に成功しました。
「細胞外放出」による革新：生産したFFAを細胞の外へ排出させることで、従来の課題だった藻類の「回収・乾燥・抽出」工程を簡略化。回収エネルギーの大幅な削減、細胞体積を超える連続生産、細胞残さの低減を可能にしました。
社会実装を見据えた「セルフクローニング^（2）」：外来遺伝子を残さない手法を採用したため、遺伝子組換え規制の枠外（セルフクローニング）として、産業利用に向けた高い優位性を持っています。
カーボンニュートラル：光合成^（3）により大気中のCO₂から燃料物質を直接合成するため、脱炭素社会の実現に大きく貢献する技術です。

ラン藻Synechococcus elongatusをもとに、アシルACP合成を抑制し、排出ポンプとリパーゼの働きを強化しました。

概要

埼玉大学大学院理工学研究科の西山佳孝教授らの研究グループは、大成建設株式会社の山本哲史チームリーダー、中部大学の愛知真木子准教授、かずさDNA研究所の池田和貴グループ長らと共同で、バイオ燃料の原料となる遊離脂肪酸（FFA）を、光合成によって細胞外へ効率よく放出する革新的なラン藻^（4）（微細藻類）を開発しました。本研究では、細胞内の膜脂質を分解する酵素「リパーゼ」と、脂肪酸を細胞外へ汲み出す「RND型ポンプ^（5）」という、藻類が本来持っている遺伝子の働きを強化する「セルフクローニング技術」を用いました。これにより、外来遺伝子を含まない、産業利用に最適な「生きた燃料工場」を実現しました。本成果は、バイオ燃料の生産・回収コストを劇的に抑え、カーボンニュートラル社会の実現を加速させるものとして期待されます。
本成果は、2026年4月30日にバイオテクノロジー関連の専門誌『Biotechnology for Biofuels and Bioproducts』のオンライン版で公開されました。
URL: https://link.springer.com/article/10.1186/s13068-026-02768-0

論文情報

雑誌名	Biotechnology for Biofuels and Bioproducts
論文名	Overexpression of endogenous galactolipases and an efflux transporter enhances the secretion of extracellular free fatty acids by Synechococcus elongatus PCC 7942 （Synechococcus elongatus PCC 7942のガラクトリパーゼと排出トランスポーターの過剰発現による遊離脂肪酸の細胞外排出の促進）
著者	Kotoha Nishimoto, Tsubasa Furushima, Taro Kadowaki, Haruhiko Jimbo, Norifumi Yamamoto, Kazutaka Ikeda, Nobuyuki Takatani, Makiko Aichi, Tatsuo Omata, Yoshitaka Nishiyama* （*責任著者）
DOI	10.1186/s13068-026-02768-0
URL	https://link.springer.com/article/10.1186/s13068-026-02768-0

用語解説

(1) 遊離脂肪酸（FFA：Free Fatty Acid）：脂質の構成成分。ジェット燃料やディーゼル燃料（軽油代替）の直接の原料となる物質。
(2) セルフクローニング：対象とする生物自身、またはその近縁種の遺伝子のみを利用して育種する手法。外来遺伝子を一切残さないため、多くの国で遺伝子組換え規制の対象外、あるいは緩和された基準が適用されます。
(3) 光合成：光エネルギーを使って二酸化炭素と水から糖を生産する一連の反応。植物や藻類、ラン藻などの光合成生物にとって生存上欠かすことのできない重要な生命活動です。また、光合成によって作られた糖は、地球上のすべての生命の炭素源となっています。光合成反応で生み出される酸素は、大気の約21％を占める酸素層を形成しており、人類を含む地球上のすべての好気生物の呼吸を支えています
(4) ラン藻: 植物葉緑体の祖先と考えられている原核性の光合成微生物。シアノバクテリアとも呼ばれます。約27億年前に地球上に誕生し、酸素を発生する光合成を初めて行なったと考えられています。現在もほぼ昔の姿をとどめ、湖沼や海洋に生息しています。ラン藻の一種Synechococcus elongatusは、ゲノムが解読され、形質転換（遺伝子操作）も容易なことから、モデル生物として光合成研究などに世界中で利用されています。