生命理工学系 News

福居研究室 ―研究室紹介 #24―

微生物のもつ能力を利用する!

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2017.01.13

生命理工学系にはライフサイエンスとテクノロジーに関連した様々な研究室があり、基礎科学と工学分野の研究のみならず、医学や薬学、農学等、幅広い分野で最先端の研究が活発に展開されています。

研究室紹介シリーズでは、ひとつの研究室にスポットを当てて研究テーマや研究成果を紹介。今回は、微生物のもつポテンシャルを我々の生活や環境の改善に活かすことを目指す、福居研究室です。

教授 福居俊昭

生命理工学コース
教授 福居俊昭別窓

キーワード 微生物工学、代謝工学、バイオプラスチック、超好熱菌
Webサイト 福居研究室別窓

研究紹介

微生物にはおもしろい能力をもったものがたくさん存在しています。

多くの生物は30 ℃前後の常温で生きていますが、超好熱菌と呼ばれる一群の微生物は90 ℃以上の高温環境を好んで生育します。

そのような超好熱菌は耐熱性酵素を産生し、常温生物とは異なるユニークな機能や代謝を有しています。

またデンプンやグリコーゲンのような多糖類ではなく、ポリエステルを細胞内に蓄積する微生物もいます。

この微生物ポリエステルは、石油由来プラスチックを代替する生分解性バイオプラスチックとしての利用が期待されています。

我々の研究室では超好熱菌とバイオプラスチック生産菌を主な対象に、小さな微生物のもつ無限の能力を理解し、利用することを目指した生物工学研究を展開しています。

超好熱菌とバイオプラスチック生産菌

超好熱菌とバイオプラスチック生産菌

研究成果

代表論文

超好熱始原菌の耐熱性酵素、糖代謝、形質転換に関する研究

  • [1] K. Nohara, I. Orita, S. Nakamura, T. Imanaka, T. Fukui. Genetic examination and mass balance analysis of pyruvate/amino acids oxidation pathways in the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis. J. Bacteriol., 196:3831-3839 (2014)
  • [2] P. Harnvoravongchai, H. Kobori, I. Orita, S. Nakamura, T. Imanaka, T. Fukui. Characterization and gene deletion analysis of four homologues of group 3 pyridine nucleotide disulfide oxidoreductases from Thermococcus kodakarensis. Extremophiles, 18:603-616 (2014)
  • [3] T. Awano, A. Wilming, H. Tomita, Y. Yokooji, T. Fukui, T. Imanaka, H. Atomi. Characterization of two members among the five ADP-forming acyl coenzyme A (acyl-CoA) synthetases reveals the presence of a 2-(Imidazol-4-yl)acetyl-CoA synthetase in Thermococcus kodakarensis. J. Bacteriol., 194:140-147 (2014)
  • [4] H. Kobori, M. Ogino, I. Orita, S. Nakamura, T. Imanaka, T. Fukui. Characterization of NADH oxidase/NADPH polysulfide oxidoreductase and its unexpected participation in oxygen sensitivity in an anaerobic hyperthermophilic archaeon. J. Bacteriol., 192: 5192-5202 (2010)
  • [5] T. Sato, T. Fukui, H. Atomi, T. Imanaka. Improved and versatile transformation system allowing multiple genetic manipulations of the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakaraensis. Appl. Environ. Microbiol., 71, 3889-3899 (2005)
  • [6] T. Fukui, H. Atomi, T. Kanai, R. Matsumi, S. Fujiwara, T. Imanaka. Complete genome sequence of the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakaraensis KOD1 and comparison with Pyrococcus Genomes. Genome Res., 15, 352-363 (2005)

生分解性ポリエステルの微生物合成および微生物分解に関する研究

  • [1] C. Insomphun, H. Xie, J. Mifune, Y. Kawashima, I. Orita, S. Nakamura, T. Fukui. Improved artificial pathway for biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) with high C6-monomer composition from fructose in Ralstonia eutropha. Metab. Eng. 27:38-45 (2015)
  • [2] R. Shimizu, Y. Dempo, Y. Nakayama, S. Nakamura, T. Bamba, E. Fukusaki, T. Fukui. New insight into the role of the Calvin cycle: Reutilization of CO2 emitted through sugar degradation. Sci. Rep. 5:11617 (2015)
  • [3] I. Orita, K. Nishikawa, S. Nakamura, T. Fukui. Biosynthesis of polyhydroxyalkanoate copolymers from methanol by Methylobacterium extorquens AM1 and the engineered strains under cobalt-deficient conditions. Appl. Microbiol. Biotechnol., 98:3715-3725 (2014)
  • [4] T. Fukui, K. Chou, K. Harada, I. Orita, Y. Nakayama, T. Bamba, S. Nakamura, E. Fukusaki. Metabolite profiles of polyhydroxyalkanoate-producing Ralstonia eutropha H16. Metabolomics, 10:190-202 (2014)
  • [5] J. Mifune, S. Nakamura, T. Fukui. Engineering of pha operon on Cupriavidus necator chromosome for efficient biosynthesis of poly(3-hydroxybutrate-co-3-hydroxyhexanoate) from vegetable oil. Polym. Deg. Stab., 95, 1305-1312 (2010)
  • [6] T. Fukui, M. Suzuki, T. Tsuge, S. Nakamura. Microbial synthesis of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxypropionate) from unrelated carbon sources by engineered Cupriavidus necator. Biomacromolecules, 10, 700-706 (2009)

主な日本語総説

  • [1] 「遺伝子組換え微生物による軟質系バイオプラスチックの効率的生合成」
    マテリアルステージ、技術情報協会、10, No.1, 19-22 (2011)
  • [2] 「極限酵素を利用する」 酵素・タンパク質をはかる・とらえる・利用する、工学図書、113-123 (2009)

教員紹介

福居俊昭 教授 博士(工学)

1994年3月 京都大学 大学院工学研究科 工業化学専攻 博士課程修了
1993 - 1994年 日本学術振興会 特別研究員
1994 - 1998年 理化学研究所 高分子化学研究室 研究員
1998 - 2004年 京都大学 大学院工学研究科 合成・生物化学専攻 助手
2004 - 2014年 東京工業大学 大学院生命理工学研究科 助教授(准教授)
2014年より 現職
2005年6月 酵素応用シンポジウム研究奨励賞
2006年10月 酵素工学奨励賞
2011年5月 とやま賞
教育活動

生命理工学系(学士課程):生命科学基礎第一、環境生物工学ほか

生命理工学コース(修士課程)修士課程:生体分子工学ほか

所属学会
日本生物工学会、日本農芸化学、日本化学会、日本生化学会、極限環境生物学会、American Society for Microbiology

教員からのメッセージ

福居教授より

地球の先住民である微生物の中で、人類が知っている微生物の種類や能力はまだほんの一部です。

微生物のもつポテンシャルを我々の生活や環境の改善に活かすことを目指してみませんか?

研究室では多くの先輩たちが研究と研究室生活を楽しんでいます。

好奇心旺盛なあなたが興味を持ってくれることを期待しています。

お問い合わせ先

教授 福居俊昭
すずかけ台キャンパスB1棟 913号室
E-mail : tfukui@bio.titech.ac.jp

※この内容は掲載日時点の情報です。最新の研究内容については研究室サイト別窓をご覧ください。

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