麹菌による新たな PET（難分解性プラスチック）分解酵素生産に成功

　国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学（学長・塩﨑一裕、奈良県生駒市）の吉田昭介教授（所 属︓先端科学技術研究科バイオサイエンス領域）と、月桂冠株式会社（社長・大倉治彦、本社・京都市伏見区）総合研究所は共同研究により、新たなPET 分解酵素（以下、LC-cutinase*）の麹菌生産に成功しました。これ まで、Ideonella sakaiensis 由来 PET 分解酵素の麹菌生産に成功し、さらに生産した PET 分解酵素の諸性質についての検討を継続してきましたが、現在までに蓄積した知見・技術の活用により、今回、新たな酵素の生産に成功したものです。

背景

　ペットボトルなどに用いられる PET 樹脂は難分解性プラスチックの一つであり、環境汚染を引き起こす要因となっています。プラスチックを原料まで戻してリサイクルする技術の一つとしてケミカルリサイクル法があり、廃棄物をほとんど出さずに資源を繰り返し利用できる資源循環経済システム（サーキュラーエコノミー）として知られています。ケミカルリサイクル法より環境負荷を低減させる可能性のある酵素分解法には、期待が寄せられています。

麹菌による新たな PET 分解酵素（LC-cutinase）生産の検討

　これまで、Ideonella sakaiensis 由来 PET 分解酵素の知見・技術をもつ奈良先端大（PETase の性能評価を担当）1)と、麹菌の酵素生産技術をもつ月桂冠（麹菌の育種と PETase 生産を担当）で、2020 年から共同研究を継続し、麹菌で PET 分解酵素を生産に成功し、生産された PET 分解酵素は糖鎖付加によって分解活性が向上することなどを明らかにしてきました 2)。
　さらに今回、麹菌生産に関わる知見を深めるために、新たな PET 分解酵素（LC-cutinase）に着目しました。
LC-cutinase とは、万博記念公園の環境中から見出され、PET 分解活性があると報告されているものです 3)。これまで開発してきた技術である「麹菌で正常な mRNA が形成されるように遺伝子を工夫する技術**」と「糖鎖除去する麹菌の育種技術***」をもちいて、麹菌に遺伝子を導入し生産を試みました。麹菌で生産した酵素には期待通りPET 分解活性があることが明らかとなりました。
　今後は麹菌で生産した LC-cutinase の生産性を高める方法などを検討し、PET の酵素分解など環境応用に可能な技術の開発に貢献する予定です。

*大阪大学の研究グループによって大阪府吹田市にある万博記念公園の枝葉コンポストからメタゲノム法により単離された新規クチナーゼで、生分解性プラスチックや PET などを分解する活性がある。
**予期しないスプライシングや polyA 付加が起きないように工夫し、正常な mRNA が形成されるようにする技術。
***Hypocrea jecorina 由来 endoT 遺伝子（糖鎖切断酵素をコードする遺伝子）を導入・育種した麹菌を用いて、糖鎖を除去した LC-cutinase を生産する技術。

引用文献・参照 URL
1)Yoshida S. et al., Science (2016), doi: 10.1126/science.aad6359
2)月桂冠総合研究所ホームページ・研究紹介 https://www.gekkeikan.co.jp/RD/sake/sake40/
3)Sulaiman S. et al., Appl Environ Microbiol. (2012), doi: 10.1128/AEM.06725-11

【環境微生物学研究室】

研究室紹介ページ：https://bsw3.naist.jp/courses/courses312.html
研究室ホームページ：https://bsw3.naist.jp/ssk-yoshida/

（2025年10月02日掲載）