成果報告書詳細
管理番号20110000000759
タイトル平成22年度成果報告書 情報収集事業/多機能集積細胞によるバイオマテリアル生産技術の戦略調査
公開日2011/6/7
報告書年度2010 - 2010
委託先名株式会社東レ経営研究所
プロジェクト番号P99029
部署名バイオテクノロジー・医療技術部
和文要約本調査は、今後10年程度の期間においてグリーン・イノベーションを実現するバイオテクノロジーのキー・テクノロジーとなりうる有望・重要技術の探索を行うことを目的として実施した。調査の実施にあたっては、「インテグレーテッド・バイオプロセス」、「廃棄物再資源化」、「合成生物工学を用いたものづくり」の3つの委員会(ワーキンググループ:WG)を組織した。インテグレーテッド・バイオプロセスWGでは、「戦略」に関する観点から検討を行った。我が国がこれまで伝統的に強みを有するとされてきた発酵産業を対象に、国際的な競争環境の変化や、環境配慮型のものづくりに対する国内外の取り組みを概観した上で、国内の現状と課題を整理した。次に、国際競争力を維持・強化しうるものづくりの方向性と、必要と考えられる要素技術について検討を行った。我が国にとってバイオマス資源の確保は重要な課題であり、大量かつ安価な炭素源を海外に求めるのか、国内の未利用資源に目を向けるのか、さらに狙う製品群は何か(バルクケミカル、ファインケミカル)との組み合わせから、考えられるいくつかの方向性と必要な要素技術の概要を提示した。廃棄物再資源化WGでは、「原料と生産物」に関する観点から、3つのテーマについて検討を行った。まず原料に立脚した観点から、バイオマス系廃棄物の再資源化として、集積されており量が確保できる一方、処理コストや処分時にCO2を排出するといった課題があり、さらなる有効活用が求められている下水処理汚泥を対象とし、下水処理汚泥からのエネルギー回収について、過去に行われた実例に基づいて検討した。次に生産物の観点から、有機廃棄物および未利用有機資源からの有機酸製造について、国内外の技術動向に基づいて検討した。さらに、バイオプロセスを活用した資源回収として、都市鉱山からのレアメタル回収について検討した。合成生物工学を用いたものづくりWGでは、「技術」の観点から、合成生物工学の産業応用について検討した。「合成生物工学」は、素材としてある生物(細胞)から出発するが、もとの生物とは全く異なる振る舞いをする生物(細胞)を創製する技術として位置づけられる。従来の遺伝子組換え技術は単一あるいはごく少数の遺伝子を改変の対象としたものであったが、工業的に有用な微生物の形質の多くは、多数の遺伝子によって支配されている。大規模に、しかも一挙に微生物機能を改変する技術は、有用形質を持つ工業用微生物の創出において、時間とコストの両面でメリットが大きいと考えられる。近年、Synthetic Biologyとして世界で活発な研究が行われているが、その中でも先行している米国や欧州の動向を中心として技術体系を整理するとともに、産業応用に関する取り組みの現状について米国・欧州での現地調査を実施した。
英文要約Title : Study on Strategies for Biomaterial Production Technology using Multifunctional Composite Cells (FY2010) Final Report
This study investigated promising and potentially important technologies that could be key to green innovation over the next ten years. Three study groups were set up as working groups (WG): the Integrated Bio-Process WG, the Waste Resource Utilization WG and the Synthetic Biotechnology WG for biomaterial production. The Integrated Bio-Process WG focused on policy-framing strategies. Firstly, the Japanese fermentation industry was analyzed for its traditional strengths, its current efforts to cope with change in a globally competitive environment, and new approaches to biomaterial production using environmentally friendly processes. This revealed the industry’s underlying problems and possible approaches to solutions. Strategies were then discussed with the aim of maintaining and enhancing the industry’s global competitiveness and the technological elements required to achieve this aim. Acquisition of biomass resources is an important issue for Japan, and a number of questions were addressed together: procuring inexpensive carbon resources in bulk from overseas, developing resources presently not utilized in Japan, and the categories of products (e.g. bulk chemicals or fine chemicals) that should form the primary target. A summary was then presented of the directions explored and the technological elements deemed necessary. The Waste Resource Utilization WG addressed the topic of “Raw materials and products,” focusing on three sub-themes. Firstly, the reutilization of raw materials and of various kinds of biomass wastes was examined. Active sludge was focused on as a potential reutilization resource, since water treatment plants produce it constantly, making for efficient and systematic collection. On the other hand, sludge treatment involves costs and emits CO2. Examples of energy acquisition from sludge by methane fermentation were analyzed. Secondly, the production of biomaterials with value from waste and non-utilized biomass resources was examined. Organic acids are of most interest as valuable intermediaries in the production of sophisticated carbon products such as synthetic fibers. Thirdly, “urban mining” was examined: the recovery of rare metals from city waste, particularly from electronic products, which use large quantities of precious rare metals in their alloys. The third working group, the Synthetic Biotechnology WG, investigated the possible industrial applications of synthetic biotechnology. Synthetic biotechnology is a new technology by which a living organism (cell) is used to create an organism (cell) that behaves completely differently from the original. Conventional recombination technology uses only a single genome, or a limited number of them, to modify or create new forms of functional activity. Industrially useful phenotypes are governed by multiple genes, so the development of technology for large-scale, single-process modification would facilitate the creation of useful industrial microorganisms with multiple, compound functions and bring enormous time and cost benefits. Active research on Synthetic Biology is currently underway worldwide, particularly in the United States and Europe. The WG therefore collected data through onsite visits and systematically analyzed trends and technologies in order to frame its own strategy for industrial application.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る