ユーグレナ培養時のエタノール添加 細胞の回収効率向上も明らかに 明治大学2023年4月18日
明治大学大学院農学研究科 環境バイオテクノロジー研究室の高橋優氏（博士前期課程2年）、小山内崇准教授らの研究グループは、真核微細藻類 Euglena gracilis （ユーグレナ）の明好気条件での培養時にエタノールを添加すると、ユーグレナの沈降速度が向上することを明らかにした。
ユーグレナは、淡水中に広く分布する真核微細藻類。医薬品、化粧品、化成品、健康食品、養殖など様々な分野での利用が見込まれる独自の貯蔵多糖であるパラミロンやバイオ燃料の原料に使える貯蔵脂質であるワックスエステルをはじめとした、様々な有用物質を合成、蓄積する。
一方で、細胞の生産コストの高さが課題として残っており、ユーグレナを工業的に利用するためには、培養液からの細胞回収が必要だが、微細藻類の培養液は希薄であるため、細胞回収にはコストや手間がかかる。
微細藻類の回収方法としては、遠心分離法、膜ろ過法、重力沈降法、凝集法、泡沫分画法などがある。これらの方法の中でも重力沈降法のメリットとしては、凝集などによって細胞の用途を制限しないという点や低コストかつ特別な設備も不要という点があげられるが、細胞回収効率が低いという大きなデメリットがある。
同研究グループは、細胞を沈みやすくすることで、重力沈降法の回収効率を上げることができれば、ユーグレナの回収がより容易に低コストで可能になると考え、同研究では、細胞生産量や有用物質であるパラミロンの生産量が多くなるエタノールを添加した培養法を用いてユーグレナを培養。これらの利点を持ちながらも、沈降速度が速く、回収効率の良いユーグレナの生産を目指した。
図1. ユーグレナの沈降の様子
E. gracilis NIES-48株を0、0.5、1.0、2.0%の4種類のエタノール濃度で培養し、細胞の沈降の様子を観察したところ、沈降の速度は0.5、1.0% EtOH条件で最も速くなることが明らかになった （図1）。また、この2条件でバイオマス量、パラミロン生産量も先行研究と同様に向上。この際、細胞の平均径、1細胞あたりの乾燥重量、細胞内パラミロン含有率、細胞形態、細胞の運動性に違いがみられたことから、細胞の沈降速度にこれらの要素が影響をもたらす可能性が示唆された （図2）。
図2. エタノールを添加した培養により生じた変化
同研究は、明治大学と株式会社ユーグレナ、理化学研究所微細藻類生産制御技術研究チーム（鈴木健吾チームリーダー）の共同で行われた。また、JST戦略的創造研究推進事業先端的低炭素化技術開発ALCA、JSPS科研費基盤B（代表小山内崇）の援助により行われた。
同研究成果は3月21日、国際誌『Applied Microbiology and Biotechnology』に掲載された。
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