NEDO事業成果を基に、微生物発酵による化学物質生産技術の事業化取り組みを本格開始
―植物由来の化学物質を、持続可能でスケーラブルかつ安価に生産―

植物や微生物から抽出される物質中には希少で有用な成分が多く存在していますが、自然界での物質生産は供給が不安定でコストも高いなどの課題があります。特に農業による生産方法は、その植物の栽培に多大な時間がかかるとともに、栽培条件、環境などが限定されることから、工業的な生産には大きな障壁があります。これまでに遺伝子組み換え植物体や培養細胞を用いた大量生産の成功例はあるものの、普遍的な大量生産の方法は確立されていません。また、植物由来の希少成分を微生物で生産するには10～30種類の外来遺伝子を細胞に導入する必要があり、従来の技術では不可能でした。

そこでNEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）は2016年度から2021年度まで本事業^※1で、植物や微生物の細胞が持つ物質生産能力を人工的に最大限引き出すための技術開発プロジェクトを推進してきました。

その一環として石川県公立大学法人石川県立大学は、国立大学法人神戸大学、国立研究開発法人産業技術総合研究所、国立大学法人千葉大学、国立研究開発法人理化学研究所などを中心とする共同チームで2018年に本技術を開発するとともに、石川県立大学の南博道准教授らは、この成果の一部を2019年に権利化（特願2019-116701）しました。さらに南准教授らは、2021年から生物系特定産業技術研究支援センターの「スタートアップ総合支援プログラム（SBIR支援）」の支援を受け技術開発を進め、これらの成果を基に2022年10月に研究開発型スタートアップであるファーメランタ株式会社^※2を設立しました。

そして今般、ファーメランタ（株）はBeyond Next Ventures株式会社、Angel Bridge株式会社、Plug and Play Japan株式会社から資金調達を行い、本技術の事業化に向けた取り組みを本格的に開始しました。

今後ファーメランタ（株）は、基盤技術を強化し、その後の試作およびスケールアップフェーズへ展開し、2027年の事業化を目指します。

NEDOは、これらの物質生産能力を引き出した細胞「スマートセル」を構築する技術の実用化を促進することで、医薬品や化粧品、健康食品、高機能化学品などの市場でのサステナブルなものづくりの実現に貢献します。

本技術は合成生物学を利用しており、植物由来の化学物質を微生物内で、持続可能でスケーラブルかつ安価に生産する微生物生産プロセス技術です。

本事業で南准教授らは、情報解析技術を用いてさまざまな生物種からの最適な生合成遺伝子を組み合わせることにより、大腸菌内で効率的な植物二次代謝産物^※3の改変型生合成経路^※4を構築することに成功しました（図中技術［1］）。併せて、前例のない数である20種類以上の外来遺伝子を1菌体に導入し適切に発現させることを可能とする多段階遺伝子導入技術を確立しました（図中技術［2］）。これにより、微生物発酵生産で一般的に用いられているグルコースを原料として、多様なアルカロイド化合物^※5のプラットフォームとなる中間体や医薬品原料の高効率な微生物発酵生産システムを、世界で初めて開発しました。

本技術を、ファーメランタ（株）の独自技術である多段階導入遺伝子の発現バランス最適化（図中技術［3］）や、タンパク質過剰発現耐性菌株^※6（図中技術［4］）などの技術と組み合わせることで、20段階以上の生合成経路を細胞内に構築し、実用生産の目安である培養液1リットル当たり1グラム以上の発酵生産が可能となります。この収量は、伝統的な農業による生産方法と比較して、低コストに医薬品などの原料を供給することを可能とします。

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  図　本技術の特長

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