遺伝子操作した水草が持続可能なバイオ燃料源になる可能性

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　アメリカの研究グループは、ムラサキコウキクサという水草の遺伝子を組み替えて、大豆の7倍のバイオ燃料を生産することに成功したそうだ。

　現在、バイオ燃料生産の主役はトウモロコシや大豆などだが、これらは大事な作物だ。燃料を作るために、畑を奪ってしまうのでは何かがおかしい。

　だがムラサキコウキクサは池で成長する水草なので、そのような心配はない。しかも燃料生産をするついでに、廃液まできれいにしてくれるという一石二鳥な植物であるそうだ。

　多大なるポテンシャルを秘めた水草。未来のバイオ燃料の生産現場といえば、水草をイメージするようになるかもしれない。

遺伝子操作で脂肪を蓄積させ燃料の量を大幅アップ

　この研究は、米ブルックヘブン国立研究所とコールド・スプリング・ハーバー研究所の研究者らは、「ムラサキコウキクサ（Lemna japonica）」という水草の仲間に、バイオ燃料の生産をアップさせる遺伝子を組み込み、人工のコウキクサを作り出した。

　バイオ燃料とは、生物体（バイオマス）を利用した燃料のことで、バイオマス発電や航空機、自動車、船舶など幅広い機械の燃料として使用できる。

　組み込まれた遺伝子は1つではなく、いくつか種類がある。

　そのうちの1つは、「脂肪酸」をたくさん作るようにするためもの。また別の遺伝子が、脂肪酸を「トリアシルグリセロール」（動物の脂肪の9割以上を占める中性脂肪）に変える。

　さらに別の遺伝子が、植物組織に蓄えられたトリアシルグリセロールをコーティングして劣化から守る。

　これら遺伝子の連携のおかげで、人工コウキクサは乾燥重量のほぼ10%の脂肪を蓄積することができ、その蓄積スピードは天然のコウキクサの100倍もある。

　そこから得られるバイオ燃料の量は、大豆の7倍。コウキクサはもともと池などに繁殖する水草なので、バイオ燃料用大豆のように畑を奪ってしまうこともない。

　それどころか、養豚場や養鶏場からの廃液で栽培すれば、余分な栄養分を吸い取って水をきれいにしてくれるだろうという。

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植物の成長を邪魔しないアイデア

　この人工コウキクサを開発するには、1つ難題があった。

　それはバイオ燃料の生産をアップさせつつ、どうやって植物を成長させるのかということだ。一般に、脂肪酸の生産をアップさせる遺伝子は、植物の成長を邪魔してしまう欠点があるのだ。

　これを防ぐために、今回の増産遺伝子はとある別の遺伝子と組み合わされている。この遺伝子を「プロモーター遺伝子」といい、遺伝子のスイッチを切り替える役割がある。

　プロモーター遺伝子は、水に特殊な薬品を混ぜたときにだけ活動する。だからコウキクサがきちんと成長するまでは、プロモーター遺伝子を働かせて増産遺伝子のスイッチを切っておく。

　そして十分大きくなったら、プロモーター遺伝子を眠らせて、バイオ燃料をたっぷり生産させるのだ。

　研究チームは現在、産業スケールでバイオ燃料を生産する方法を模索しているとのことだ。

　この研究は『Plant Biotechnology Journal』（2022年10月9日付）に掲載された。

References:Engineered duckweed could be a more sustainable source of biofuel / written by hiroching / edited by / parumo

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