【研究室紹介】福居研究室

微生物のもつ能力を利用する！

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

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

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

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