チームホーム研究内容みんミドPJメンバーアクセスEnglishBlogMoreワックスエステルは​ジェット燃料等のバイオ燃料としての利用が有望なパラミロンから合成される脂質ですワックスエステルとはワックスエステルとミドリムシ微細藻類の一種であるミドリムシ(ユーグレナ)は、高濃度のCO2存在下でも光合成によって良好に生育する生物です。ユーグレナは細胞内に多糖類であるパラミロンを貯蔵していますが、ユーグレナを酸素不足の環境に晒すとこのパラミロンを分解してワックスエステルという油脂を細胞内に作ります(文献1)。ユーグレナ由来のワックスエステルはバイオディーゼル燃料になり、車両用燃料やジェット燃料などの輸送用の燃料としての利用に加えてろうそくや化粧品の原料として高い需要があります(文献2)。合成されるワックスエステルは、飽和脂肪酸と10〜18の鎖長のアルコールで構成されており、主な成分はミリスチン酸とミリスチルアルコールです(文献3)。合成されるワックスエステルは、飽和脂肪酸と10〜18の鎖長のアルコールで構成されており、主な成分はミリスチン酸とミリスチルアルコールです(文献3)。ユーグレナはパラミロンからワックスエステルへの変換によってエネルギーであるATPを獲得しこれを「ワックスエステル発酵」と呼びます(文献3)。バイオ燃料としてのワックスエステルへの利用について前述の通り、ユーグレナは細胞内に脂肪酸あるいはワックスエステルを大量に貯蔵しますが、このうちワックスエステルはバイオディーゼルとして直接利用できます(文献4)。脂肪酸はワックスエステルを得るために、アルコールとのエステル化によって処理する必要があります。したがって、ユーグレナ由来のバイオディーゼルの品質は、ワックスエステルの飽和度に依存します。​さらに、より短鎖の脂肪酸は良い凝固特性と酸化安定性を持つため、ディーゼル及び灯油の工業生産では、長鎖脂肪酸より中鎖あるいは短鎖脂肪酸の利用が優先されます(文献5)。ユーグレナがワックスエステルを合成する過程では脂肪酸を伸長する反応を触媒する酵素が重要な役割を果たしますが、そのうち3-ケトアシルCoAチオラーゼ(KAT)が伸長に重要な役割を果たします。KATはユーグレナの中に数種類存在しますが、その中でもKAT1の発現を抑制した場合、炭素長12のラウリン酸および13のトリデカン酸を多く産生するようになり、ワックスエステルの組成を人為的に変化させることが可能であることが示されています(文献1)。​さらに、E.gracilis由来の脂質(脂肪酸及びワックスエステル)は大部分が飽和しているか不飽和度が低いため、バイオディーゼルの生産に適しています(文献4)。いう特徴(文献6)もE.gracilisのバイオ燃料としての有用性を裏付けています。E.gracilis由来のワックスエステルは反応が早く難燃性の多環芳香族化合物の形成が少ないため(文献7)、燃料製造の接触分解においても適している材料であるといえます。ワックスエステル生産のための培養条件と株について脂肪総量におけるワックスエステルの比は培養条件と株に強く依存します。実現しています(文献8)。ワックスエステル終了増加のための実験室レベルでの多段階培養法が確立されています。この培養法ではパラミロン合成量増加のために窒素欠乏状態で培養するプロセスが含まれており、これにより脂質含有量が7%増加しました(文献9)。E.gracilisのスクリーニングのために多くのサイトメトリー手法が開発されています。当チームでは世界ではじめて変異体作出のためのCRISPER-Cas9を用いた高効率なゲノム編集技術が確立しました(文献12)。現在ユーグレナは食品及び化粧品領域で利用が行われており、株式会社ユーグレナではパラミロンを幅広い分野で利用可能な素材として積極的に利用しています。バイオ燃料生産効率化に貢献する成果more。