2020-08-25 国立遺伝学研究所
Efficient open cultivation of cyanidialean red algae in acidified seawater
Shunsuke Hirooka, Reiko Tomita, Takayuki Fujiwara, Mio Ohnuma, Haruko Kuroiwa, Tsuneyoshi Kuroiwa and Shin-ya Miyagishima
Scientific Reports (2020)10: 13794 DOI:10.1038/s41598-020-70398-z
微細藻類は機能性食品や代替燃料などに広く利用されていくことが期待されています。しかしながら、微細藻類を容易に増やすための「屋外開放培養」は、藻類を捕食する微生物など他生物の混入増殖が問題となり、限られた種類の淡水産藻類でしか成功していません。一方で、淡水はこれから不足することが予測され、淡水産藻類の培養には様々な制約が生じるため、豊富にある海水による淡水産藻類の培養が望まれています。
本成果では、淡水産藻類である単細胞紅藻「イデユコゴメ類」の塩耐性を強化する培養法を開発し、酸性化させた天然海水を用いた「屋外開放培養」に成功しました。高塩濃度、酸性下では他生物が混入増殖できないので、本培養系では酸性を好むイデユコゴメ類を高塩濃度に馴化させ、高い塩濃度である天然海水を酸性化させた培養液を用いることで、微生物の混入増殖を抑制できるようにしました。
本研究で使用したイデユコゴメ類は、他の微細藻類に比べて高密度まで増殖し、タンパク質および各種ビタミンの含有量が高く、それらの栄養成分の不足が問題となっている水産飼料などとしての利用が期待されています。また、遺伝的改変によりDNAワクチン含有飼料などとしての利用も期待されます。
本研究は、情報・システム機構 国立遺伝学研究所の廣岡俊亮特任助教、宮城島進也教授、広島商船高等専門学校の大沼みお准教授、日本女子大学理学部の黒岩常祥客員研究員（東京大学名誉教授）による共同研究グループによって実施されました。
また、本研究は、科学技術振興機構（JST）未来社会創造事業 探索加速型 「地球規模課題である低炭素社会の実現」領域における研究開発課題「弱酸性化海水を用いた微細藻類培養系及び利用系の構築」（研究代表者：宮城島進也）の支援を受けて行われました。
本研究の成果は、英国科学雑誌「Scientific Reports」に2020年8月24日午後6時（日本時間）に掲載されました。
なお、本研究に関連して以下の国際特許を出願中です。
・WO2019/107385 新規微細藻類、及びその使用
・WO2020/071444 淡水産微細藻類の培養方法
・公開前出願中 薬物送達組成物
図: 淡水培地と天然海水培地におけるシゾンの屋外開放培養とその比較
それぞれ７リットルの淡水培地と天然海水培地に塩耐性を強化したシゾンを植え、１４日間屋外開放培養した結果を示す。シゾンが、海水培地でも淡水培地と同等の速度でまた同等の密度まで増殖したことが分かる。一方で、海水培地では細菌が混入していない。
