応用微生物学研究室では以下のような研究を行っています。
1. 白色腐朽菌における木質分解機構の制御
シイタケ、ヒラタケなどのきのこは木質を白色腐朽することから白色腐朽菌とも呼ばれます。白色腐朽菌は木質を単独で完全分解することができる唯一のグループと言われています。木を含めた植物細胞壁は主にリグニン、ヘミセルロース、セルロースから構成されますが、それら全ての成分を白色腐朽菌は効率的に分解することができるのです。刈草、落ち枝、間伐材、廃材など、我が国には多くの未利用植物バイオマスが存在します。これらを白色腐朽菌を利用した「発酵」で有用資源へと変換することができるかもしれません。
植物細胞壁成分の中でもリグニンは特に難分解性です。白色腐朽菌のリグニンの分解には多くの菌体外酵素、低分子量酸化剤、菌体内酵素が関与するといわれていますが、完全には解明されていません。しかし、リグニン分解は2次代謝的に発現するので、これらの因子の発現をまとめてオンにする機構が存在すると考えられます。サイクリックAMPが関与するシグナル伝達経路が重要な役割を果たすことが判明していますが、未解明の部分が多く残されているのが現状です。本研究室では解析を進め、リグニン高分解の分子育種に挑んでいます。
2. 黒変しないシイタケの開発
酸素存在下でシイタケは黒変して商品価値を失います。黒変の原因はメラニン生合成ですが、その機構については未解明の点が残されています。本研究室では岐阜県森林研究所との共同研究としてシイタケにおけるメラニン生合成経路を明らかにし、黒変を防ぐ新技術や黒変しにくいシイタケ株の開発を目指します。
3. 白色腐朽菌を用いた刈草の魚類用飼料へのバイオマス変換
白色腐朽菌は木質のみならず草本植物も効率的に分解可能です。道端の草は交通の安全のために刈り取られて処分されますが、その費用は地方自治体の悩みの種です。もし、これを有効資源化できれば処理費どころか利潤すら生み出すことができるかもしれません。ヒイロタケなどの白色腐朽菌で処理することにより、刈草の繊維分を減少させて消化率を向上させると共に相対的タンパク質量の増加をはかることができます。本研究室では杉浦先生や清水先生と連携しつつ、刈草の効率的飼料化を模索しています。
