高知工科大学 環境理工学群生命科学専攻シンボル

森林資源学研究室堀澤研究室

森林には豊富な生物資源が蓄積されており、環境親和性の高い方法で利用することで

化石資源に依存しない循環型社会の形成に貢献できます。

この観点では森林に生息する微生物は有用な遺伝資源であるということができます。

本研究室では環境中の微生物の機能や生態を学び、

資源変換に応用する技術の開発を目指しています。

白色腐朽菌の生産するリグニン分解酵素の利用

木材は天然材料の中では耐久性が高い、つまり腐りにくいことが知られています。その理由は主要成分に難分解性のリグニンを含んでいることがあげられます。きのこの仲間である白色腐朽菌は、このリグニンを分解する酵素を生産します。リグニン分解酵素はリグニンと構造が類似した化学物質を分解することができるので、難分解性汚染物質の分解や環境浄化への応用が期待されています。また、植物資源の変換でもリグニンを分解行程での利用が考えられます。

白色腐朽菌には、公園などでよくみられるカワラタケ、サルノコシカケや食用菌のシイタケ、ヒラタケ、エノキタケなどが含まれ、ごく身近な微生物です。私たちの研究室では分解力の高い菌株の探索、酵素生産条件の最適化をテーマとしています。

fig.1

木材腐朽菌を用いたエタノール生産

バイオ燃料となるエタノールは生物資源を原料とすることから、再生可能で、二酸化炭素を増やさないカーボンフリーの燃料と位置づけられています。なかでも植物の食料とならない部分(非可食部)を原料とするセルロース原料からのバイオエタノール生産の研究が主流で、製造コスト削減が課題となっています。きのこは植物を分解する酵素を生産することから、私たちの研究室ではきのこの分解力を使った原料の分解処理を検討しています。また、きのこの仲間にも発酵能があることがわかったので、原料分解から発酵までをぜんぶきのこを使って原料処理?発酵ができないか挑戦しています。

遺伝子を用いた菌類の群集構造の解析

環境中の微生物は、様々な生物と関わり合いながら生活しています。微生物の分解力を利用する研究では、単離した微生物についての分解力を研究するしかありませんが、真の微生物の姿はおそらくもっと複雑であると考えられます。近年、微生物を集団として捉える研究がたくさん行われるようになりました。例えば、腸内細菌群の研究では、構成する菌の種類や割合が変わると宿主(腸の持ち主)の健康にも影響を及ぼすことがわかってきました。私たちは、キノコを中心とした菌類が環境中でどのような生活をしているか調べるために、遺伝子をつかって微生物の集団の姿を研究しています。例えば、1本の木が森の中でどのように腐っていくのかを調べることによって、森全体の二酸化炭素の発生がどのようになっているか、複数の微生物が協同で働くとより分解力が高まるなどのことがわかるのではないかと考えています。