【CO2削減の新たな担い手】理研、未知の“CO2を食べる微生物”を数百株発見——ゲノム解析が拓く、バイオものづくりの未来

地球の未来を救う鍵は、私たちの足元、土や水の中に眠っているのかもしれない。理化学研究所（理研）が、微生物というミクロの世界で、壮大な宝探しを成功させた。約6,700もの微生物の遺伝情報をくまなく探索し、CO2を“食べる”能力を秘めた未知の微生物を大量に発見。地球の炭素循環の謎を解き明かし、CO2を資源に変える「バイオものづくり」の未来を拓く、画期的な成果だ。

ゲノム情報という“地図”を手に、CO2固定微生物を探す

地球上の炭素循環の約95%を担う、CO2固定の仕組み「カルビン・ベンソン回路」。理研の研究チームは、この回路に関わる遺伝子セットを“目印”に、世界最大級の微生物コレクションの中から、CO2固定能力を持つ可能性のある微生物を網羅的に探索した。 その結果、6,749株のうち、306株もの微生物がこの遺伝子セットを持つことを突き止めた。さらに驚くべきは、過去の文献と照合したところ、そのうち半数以上の株が、これまでCO2を利用するとは全く知られていなかった、未知のポテンシャルを秘めた微生物だったことだ。遺伝情報という“地図”が、これまで見過ごされてきた宝の在処を、次々と指し示した。

ルビスコの“個性”と生息環境を紐解く

CO2固定の中心的な役割を担う酵素「ルビスコ」には、複数の型がある。研究チームは、どの型のルビスコを持つ微生物が、どのような環境に生息し、どのようなエネルギー源を利用するのかを、遺伝情報と過去の培養データを統合して体系化した。 その結果、ルビスコの型によって、生息環境が大きく異なることが明らかになった。例えば、ある型は海洋や陸上に多く、また別の型は植物と共生する環境に強く結びついている、といった具合だ。この知見は、特定の環境問題（例：海洋のCO2吸収）を解決したい場合に、どのタイプの微生物が有効かを予測する上で、重要な指針となる。

「バイオ-ものづくり」の主役候補たち

この研究成果は、学術的な発見に留まらない。CO2を資源として、プラスチックや燃料といった有用な物質を生産する「バイオものづくり」の分野に、新たな主役候補を多数提供するものだ。 研究チームは、今回発見された未知の能力を持つ微生物について、ゲノム情報からその働きを予測。多くが水素や硫黄化合物を利用してCO2を固定する能力を持つ可能性を示した。石油などの化石資源に依存しない、環境調和型のものづくりを実現するための、具体的な設計図がここにある。 微生物が持つ多様なCO2固定戦略を理解し、その力を最大限に引き出す。理研が築いたこの研究基盤は、低炭素社会の実現に向けた、日本の大きな強みとなるだろう。

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