Synergistic investigation of natural and synthetic C1-trophic microorganisms to foster a circular carbon economy

Synergistic investigation of natural and synthetic C1-trophic microorganisms to foster a circular carbon economy - Nature Communications

1. 本研究の学術的背景、研究課題の核心をなす学術的「問い」は？
   本研究の学術的な問いは、循環的な炭素経済を実現するために廃棄された温室効果ガスを活用する方法についてです。具体的には、微生物の細胞工場において、一つの炭素(C1)分子（例：CO2、ホルム酸、メタノールなど）を価値のある商品（食品、飼料、化学物質）に変換する方法を研究しています。

2. 本研究の目的及び学術的独自性と創造性は？
   本研究の目的は、C1ベースのバイオマニュファクチャリングを競争力のあるものにするために、微生物の代謝を高い速度と収率で化学変換できるように適応させることです。本研究の学術的な独自性と創造性は、C1ベースのバイオマニュファクチャリングを強化するために、既存の自然なC1嫌気性微生物を最適化するアプローチと、モデル微生物における合成的なC1同化を新たに設計するアプローチを組み合わせることです。

3. 本研究の着想に至った経緯や、関連する国内外の研究動向と本研究の位置づけは？
   本研究は、循環的な生物ベースの経済を推進するための課題であるとしています。植物を利用したバイオマニュファクチャリングの問題点や、光合成微生物を利用したバイオマニュファクチャリングの限界に触れつつ、化学的な変換や遺伝子操作技術を活用したC1ベースのバイオマニュファクチャリングの可能性について述べられています。

4. 本研究で何をどのように、どこまで明らかにした？
   本研究では、自然なC1嫌気性微生物と合成的なC1同化の人工的な微生物の連携がC1ベースのバイオマニュファクチャリングに貢献する可能性があることを示しています。具体的には、モデル微生物で開発されたシステムと合成生物学的な手法を、自然なC1嫌気性微生物や合成的なC1嫌気性微生物の改良に応用することで、C1ベースのバイオマニュファクチャリングを進化させることができると主張しています。

5. 本研究の有効性はどのように検証した？
   本研究では具体的な実験や検証は記載されていませんが、C1ベースのバイオマニュファクチャリングに関する既存の研究や文献を引用して、連携アプローチが有効であることを論理的に説明しています。