循環型社会で活用する微生物機能の理解と制御
−分子細胞生物学からの探求と機能開拓−
当研究室では、微生物がもつ細胞機能を主に分子細胞生物学的アプローチにより本質的に理解し、それを制御することにより有用タンパク質の生産や資源・環境問題の解決のために応用利用することを目指しています。
メタンやメタノールなど分子内にC-C結合を持たないC1化合物は自然界に広く存在し、これらを炭素源およびエネルギー源として利用する微生物をC1微生物あるいはメチロトロフ（methylotroph）と呼びます。メタンを利用するメタン資化性細菌、メタンは利用できないがメタノールを利用するメタノール資化性細菌および酵母が存在します。当研究室ではこれらのC1微生物を主な研究対象としています。
C1微生物は、二大温室効果ガスである二酸化炭素とメタンの間の地球規模での炭素循環（メタンサイクル）において、メタンから二酸化炭素への酸化を行い、メタンサイクルを駆動しています。近年、植物がメタンやメタノールを生成することや、C1微生物と植物との相互作用による植物生長促進効果が知られるようになり、植物バイオマス−二酸化炭素間の炭素循環（バイオマス−CO2サイクル）とメタンサイクルが共役する新たな炭素循環像として捉える必要があることがわかってきました（図１）。
当研究室では、このような大規模炭素循環においてC1微生物がどのような役割を果たしているのかを明らかにすること、またC1微生物の細胞生理機能を活用して、低環境負荷型物質生産、作物増収、温室効果ガス排出削減など、将来の脱炭素・循環型社会に貢献する新技術の開発を目的とする研究に取り組んでいます（図１）。
図１．C1微生物が駆動する炭素循環と循環型社会での活用