2030年に世界最先端のバイオエコノミー社会を実現することを目指した国家戦略のもと、バイオものづくり産業の基盤となる物質生産技術の開発が急務となっています。生物機能を活用することで、原料を化石資源に依存しないバイオマスからの物質生産が可能であり、炭素循環型社会実現への変革が期待できます。

これらの社会的状況を受け、「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来製品生産技術の開発」（NEDOバイオものづくりプロジェクト）が2020年から開始されました。これまで培った発酵生産技術に立脚もしくは従来法にとらわれない次世代生産技術の開発及び検証を行います。

当研究グループは、このプロジェクトの前身である「植物等の生物を用いた高機能品生産技術の開発」（NEDOスマートセルプロジェクト）において、「高度に機能がデザインされ、機能の発現が制御された生物細胞」いわゆるスマートセルを設計、育種する技術を複数の大学、研究所、企業と連携して実施しました。さらにその技術を使い目的物質を高濃度に生産可能な生産株を短期間で育種することで、技術の有効性検証を行いました。

バイオものづくりプロジェクトではスマートセルプロジェクトにおいて開発された育種技術をさらに発展させるとともに、スケールアップや精製などを含んだ生産プロセス技術の開発を行います。さらに生産パラメータ情報等を利用し生産を制御可能な情報解析技術も併せて開発することで高度なバイオ生産システム基盤の構築およびその周辺技術の開発を目指します。これによりバイオ由来製品の社会実装の加速化を目指します。

当研究グループはこのプロジェクトに初年度から参画し、微生物による物質生産技術の実用化に伴う課題を解決するための"産業用スマートセル創出技術"の開発と、その技術の実証研究を進めています。生産目的物質は芳香族化合物の1つであるカテコールとしました。スマートセルプロジェクトにおいて開発した生産株と、蓄積したオミクスデータ(メタボローム、トランスクリプトーム、プロテオーム)を利用することで産業用スマートセル創出技術の開発を目指します。さらにカテコールの生産技術開発を通してプロジェクトで開発された各技術の実証検討を行います。

＜バイオ生産システム基盤構築＞