Microsoft PowerPoint - Web公開用180704a 第2回TIAかけはし成果報告会（東大：河野・竹下）

河野 重行 東京大学 フューチャーセンター推進機構 特任研究員・名誉教授

竹下 毅 株式会社 アルガルバイオ 代表取締役

第2回TIAかけはし 成果報告会

2018年7月4日（水） 13：00－17：40

講 演：16:40 - 17:00（15+5分）

場 所：東京大学 武田先端知ビル 武田ホール

藻類バイオ3000株の機能性試験とセルフ

メディケーション時代の大学発ベンチャー

オバマ政権 2009-2016年 リーマンショック 2008年 ブッシュ政権 2001-2008年

バイオ燃料

オイル 熱分解 ガソリン ディーゼル ジェット燃料 エタノール 糖 類 発 酵 触媒反応 /Bioforming 水素化処理 /FCC 生化学 処理 メタノール 水素 ガス化 合成ガス 水性ガス シフト メタノール 合成 F-T 合成法

第1世代

第3世代

※ 地下資源の枯渇、

CO

₂

削減、石油価格の高騰（

2004～2008年）

ナタネ/大豆 森林資源 作物残渣 エネルギー 作物 （ポプラ、ヤ ナギ、ヤシ 等）

※ グリーンニューデール（2008年）

トウモロコシ サトウキビ

第2世代

※ 食料との競合と土地の収奪が問題化（

2006年）

新しい機能性

開放系 閉鎖系 エステル 交換 メタセシス 複分解 オイル デンプン 水素化処理 /FCC 藻類 加水分解

バイオ燃料

オバマ政権 2009-2016年 リーマンショック 2008年 ブッシュ政権 2001-2008年

●

藻類バイオの10年：バイオ燃料から

機能性へ

_{ーセルフメディケーション時代の新市場開拓ー} トランプ政権 2017-20??年

世界に衝撃を与えたトランプ大統領の「パリ協定」脱退にもかかわらず、世界のビジネス界は今世紀 後半に二酸化炭素の排出量を実質ゼロにする“脱炭素革命”に向けその動きは止まらない。そこには地球 温暖化という課題だけでなく、何より一獲千金の大ビジネスチャンスがある。しかし、日本人の多く は、そのことにまだ気づいていない･･･ ウォール街の投資の流れは“脱石炭”に変わり、再生可能エネルギーの劇的な価格破壊を受け、2040 年までのガソリン車禁止など急速なＥＶシフトが始まった。11月にドイツ・ボンで開かれたＣＯＰ２３ には、脱退したはずのアメリカや、エコ文明を打ち出し “脱炭素”のリーダーをめざす中国など世界中の ビジネスマンが集結したが、日本では再エネ普及も進まずトレンドに完全に乗り遅れている。“新産業革 命”ともいわれるこのパラダイムシフトを目の当たりにし･･･

● 28年度：藻類バイオ3000株の機能性試験とセルフメディケーション時代の新市場開拓 藻類コレクション

機能性

抗肥満

抗老化

抗酸化

抗がん

抗認知症

・微細藻類および重イオン照射株 ・_{3,000株のカルチャーコレクション} ・環境研と理研仁科センター 本郷● 柏● つくば● “Innovation corridor” と社会実装 ・伝統と最新の技術による微細 藻類の試験培養 ・筑波大学と東京大学 ・_{in vitroとin vivoの機能性試験シ} ステムの開発と実践、_ABESを中 心に東京大学と産総研がタッグ ・つくば_{‐柏‐本郷イノベーションコリ} ドーを軸に産学官の支援で藻類 機能性の社会実装をはかる。 培養 破砕・抽出 機能性試験 物質同定 大量培養 製品化 藻類プラントの実証実験 Sup 筑 波 大 学 Tsukuba University ・筑波大学・藻類バイオマ ス・エネルギーシステム開 発研究センター(ABES)の 全面支援 ・「藻類産業創成コンソーシアム」

・東大・柏の葉キャンパス駅前サテライトに

「藻類機能性研究支援フォーラム」を設置した。

●

柏を中心に

世界的に広がる『かけはし』研究の支援の輪

・「生物資源と触媒技術に基づく食・薬・材創生コンソーシアム」

・チェコ科学アカデミー・微 生物学研究所 ・ワーゲニンゲン大学・食 品バイオベース研究所 ・チューリッヒ応用科学大 学の大量培養支援 東京大学エッジキャピタル

●

29年度：

藻類バイオ3000株と非可食バイオマスの機能性試験の迅速化と新市場開拓

・ 医薬基盤・健康・栄養研究 所の脂肪酸解析の技術支援 ・中央水産研究所の機能性試 験システムの開発協力 ・培養資材の新規加工技術 ・非可食バイオマスの可能性

品目

市場規模

備考

バイオ燃料

7,560億-20兆円

2013—2035年の国際市場予測

1）2）

海苔

2,500-3,000億円

国内（小売ベース）

1）

昆布

2,400億円

約

30,000 トン

3）

ワカメ

500億円

国内

95%、輸入は100%が養殖産

3）

モズク

_120億円

_{沖縄県でほぼ}

_100％生産

新油（オメガ３市場）

_300億円

_国内（

_2016年）

9）

スピルリナ

600億円

国内（2014年）

6）

DHA+EPA

450億円

国内（

2014年）

4）

_{（多くが魚油由来）}

アスタキサンチン

253億円

国際（

2018年予測）

5）

クロレラ

100-200億円

国内流通量

500トン台

6）

フコイダン

150億円

国内（

2016年予測）

6）

ユーグレナ

79億円

国内（

2013年）（2018年300億円予測）

7）

フコキサンチン

2億円

国内（2008年）約0.5トン/年

8） 注）バイオ燃料に関しては国際市場予測である。海苔から新油までは食品としての市場規模（5700－6,200億円）である。スピルリナ以下は主にサプリメンとして利用される微細藻類 あるいはその由来成分で大型藻類の成分の市場規模（1,634-1,734億円）である。サプリメント市場の全体規模は約4,700億円といわれている。以下にデータの出典を示した。 1) 富士経済グループプレスリリース https://www.fuji-keizai.co.jp/ 2) http://www.maff.go.jp/j/biomass/b_kenntou/04/pdf/siryo5.pdf 4) http://www.health-mag.co.jp/info/?id=1413854966-264208 5) http://bizex.goo.ne.jp/release/detail/195151/ 6) 健康メディア.com http://www.kenko-media.com

藻類バイオの市場規模（原料ベース）

7) https://www.asset-alive.net/article.php?mode=show&seq=4225 8) 原料BANK http://www.genryoubank.com/ 9) 健康産業速報 http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160731-00010000-kenkosoku-ind 3) SankeiBiz http://www.japan-seaweed-association.com/sympo2000/wakamegyoukainokadai.htm

一般組成 ビタミン類 アミノ酸組成 ミネラル類 水分 4.9g クロロフィル 2,200mg イソロイシン 2.01g リン 1,200mg 脂質 8.9g カロテノイド 17,400mg ロイシン 4.14g カリウム 879mg タンパク質 58.0g ビタミンB1 1.55mg リジン 3.19g イオウ 600mg 糖質 9.8g ビタミンB2 4.73mg メチオニン 1.04g マグネシウム 370mg 食物繊維 11.6g ビタミンB6 1.58mg フェニルアラニン 2.57g カルシュウム 230mg 灰分 6.8g ビタミンB12 310μg スレオニン 2.42g カリウム 879mg 核酸 3-4g ビタミンC 8mg トリプトファン 0.80g 鉄 70mg 熱量 375kcl ビタミンD 794μg バリン 3.00g 亜鉛 14mg ビタミンE 3.7mg ヒスチジン 1.05g 銅 4mg ビタミンK1 980μg シスチン 0.63g ヨウ素 ～mg ナイアシン 40.2mg チロシン 1.79g パントテン酸 3.04mg アルギニン 3.51g 脂肪酸組成 葉酸 1,200μg アラニン 4.27g 飽和脂肪酸 18.8% ビオチン 213μg アスパラギン酸 4.82g 不飽和脂肪酸 70.5% イノシトール 274μg グルタミン酸 6.01g その他 10.7% グリシン 3.01g プロリン 2.48g セリン 2.15g

クロレラの各成分

/100ｇ

1)サン・クロレラのデータの一部を参照 https://sunchlorellashop.jp/chlorella/sunA/

2) Doucha, J. (1998) Program Chlorella v Ceske repubiukice. Institute of Microbiology, Czech Academy of Sciences, Centre Algatech, Laboratory of Cell Cycles of Algae, Opatovický mlýn, 379 81 Třeboň, Czech Republic.

10μm

Parachlorella kessleri

Parachlorella kessleri

Parachlorella kessleri

カルビン回路

A

B

CO

2 アセチル CoA TAG アミノ酸合成など デンプン合成 光合成 脂肪酸合成 遊離脂肪酸 デンプン オイル

ER

細胞質

光

葉緑体

C

カルビン 回路

Parachlorella kes

sleri

蓄積とオイル蓄積は自

Genome Statistics

Genome size 62.5 Mb

GC% 58.3 %

Num of scaffolds 400 scaffolds Avg scaffold size 156,382bases N50 scaffold size (>2k bases : 400 scf) 543,086 bases N50 scaffold size (>5k bases : 213 scf) 595,262 bases N50 scaffold size (>10k bases : 193 scf) 595,262 bases Longest scaffold size 2,165,932 bases Num of contigs 5,168 contigs Avg contig size 11,748 bases N50 contig size (>500 bases : 5,168 con) 32,688 bases N50 contig size (>5k bases : 2,326 con) 36,671 bases N50 contig size (>10k bases : 1,643 con) 40,504 bases Longest contig size 198,966 bases

Num of genes 13,057 genes

Avg. protein length (aa) 467.0 aa Avg. gene density (kb/gene) 4.8 Avg. number of exons per gene 7.9 Avg. exon length (bases) 176.3 bases Avg. coding sequence 29.3 %

P. kessleri

の全ゲノム解析結果

P. kessleri

の代謝マップ

Ota, Oshima, Yamazaki, Kim, Yu,

http://ribf.riken.jp/sisetu-kyoyo/equipments/ring.html

http://www.naro.affrc.go.jp/flower/research/cres-t.html

B

RI-Beam Factory (RIBF)

① ② ③ ④

①

②

③

④

50 m ナデシコの花色と模様の変異 ↑照射装置

理化学研究所・仁科センター・照射チーム（阿部・風間）

重イオンビーム（

12

_C,

14

_N,

20

_Ne,

40

_Ar,

56

_{Fe）育種法}

作出酵母による

日本酒“仁科誉”

http://www.riken.jp/pr/fun/homare/ 113番元素の発見（森田浩介ら） 電気代1日50万円、9年間 平均寿命 2ミリ秒 Nh 18

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

オ

イ

ル

生

産

性

m

g

L-1

da

y-1

バイオマス生産性

_{mg L-1 day-1}

Botryococcus braunii 球の中の数字はオイル含量 _{%DWを示す。} 913 30 53 41 51 55 65 68 65 71 40 65 62

PK4株が示す高い生産効率（1）

竹下 毅・河野重行：微細藻類のデンプン・オイル蓄積と重イオンビーム照射による増産株作出、「バイオテクノロジーシリーズ・藻類由来バイオ燃料と有用物質」シーエムシー出版、pp49-61 (2016) 66

種 名 オイル含量_（%DW） バイオマス生産性_{（mg L -1 day-1） （}オイル生産性_{mg L -1 day-1） 産に必要な日数}オイル1トンの生₂₎ Parachlorella kessleri (PK4) 66 820 590 34 Parachlorella kessleri (WT) 51 940 480* 42 Chlorella sorokiniana 41 1,030 424* 47 Chlorella pyrenoidosa 68 130 230 87 Nannochloropsis oculata 30 480 142* 141 Neochloris oleabundans 65 630 134 149 Nannochloropsis sp. 53 1,430 90 222 Dunaliella tertiolecta 71 120 85* 235 Scenedesmus obliquus 55 740 59 339 Chlorella vulgaris 65 70 57 351 Chlorella protothecoides 62 100 50 400 Tetraselmis suecica 13 280 36* 556 Spirulina maxima 9 250 23* 870 Chaetoceros calcitrans 40 40 18* 1,111 Botryococcus braunii 65 8 5* 4,000 1) _{竹下 毅・河野重行：微細藻類のデンプン・オイル蓄積と重イオンビーム照射による増産株作出、『バイオテクノロジーシリーズ・藻類} 由来バイオ燃料と有用物質』シーエムシー出版、pp49-61 (2016) 赤字は各項目のチャンピオンデータ

PK4株が示す高い生産効率（2）

―オイル１トンの生産に必要な日数―

2) _{面積１ヘクタール、培地5万Ｌの培養施設を用いるとして、各藻類がオイル1トンの生産に必要な日数を計算した。} *印はバイオマス生産性とオイル生産性の積から計算した推定値、印のない数値は論文発表されているオイル生産性を示した。

クロレラオイルと他の食用油との組成比較

ω

３

植物油：http://www.nisshin-oillio.com/q_a/1_q2.shtml 動物油：http://

www.live-science.com/honkan/soap/soapchemistry03.html

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

その他

C22:1

C18:3

C18:2

C18:1

C18:0

C16:2

C16:1

C16:0

飽和脂肪酸

エルカ酸 _ω9 リノレン酸 _ω3 リノール酸 _ω6 オレイン酸 _ω9 ステアリン酸 － パルミトレイン酸_ω7 パルミチン酸 ω-3脂肪酸：メチル基末端から3番目の炭素に初めの二重結合があるもの エゴマ、亜麻仁油には50～60％含まれる。認知症、鬱病に 効果があるとされる。 □

C20:5 EPA ω3

□

C22:6 DHA ω3

日清オイリオ 19

クロレラ類の脂肪酸組成と新たな突然変異体

（Rezanka 1983 ; Semih et al, 2000 ; Rezanka et al, 2002)

微細緑藻の脂肪酸組成

0 10 20 30 40 50 60 70 C4 :0 C8 :0 C1 1: 0 C1 2: 0 C1 4: 0 C1 4: 3 C1 5: 1 C1 6: 1 C1 6: 3 C1 7: 1 C1 8: 1 C1 8: 3 C1 9: 1 C2 0: 0 C2 0: 2 C2 0: 5 C2 2: 1 C2 4: 1 C2 9: 0 C3 0: 0 C3 1: 0 C3 2: 0 C3 3: 0 C3 4: 0 C3 5: 0 C3 6: 0 C3 7: 0 C3 8: 0 C3 9: 0 C4 1: 1 C4 2: 1 C4 3: 0 C4 5: 1 C4 7: 1

割

合

（%

）

脂肪酸種

Spirulina platensis Chlorella pyrenoidosa Chlorella vulgaris Parachlorella kessleri SRP1 SRP2 エルカ酸_C22:1 ネルボン酸_C24:1 オレイン酸_C18:1 アラキジン酸 C20:0 特願2014-152376「長鎖脂肪酸生産藻類及びそれを用いた長鎖脂肪酸生産方法」 □ _{C20:5 EPA ω3} □ _{C22:6 DHA ω3} 重イオンビーム照射によって 得られた２つの突然変異株1）

No. 抗老化※ 抗肥満※ MTT 抗炎症 リン H2O2 NO産生抑制 1 K001 ＋ － ＋ － ＋ 2 K002 ＋＋ ＋ ＋ － － 3 K003 ＋＋＋ ＋＋＋ － － － 4 K004 ＋＋ ＋＋ ＋＋＋ － ＋ 5 K005 ＋ ＋＋ － ＋ ＋ 6 - - - -7

-

-

-

-

-

-8

-

-

-

-

-

-9

-

-

-

-

-

-10

-

-

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-11

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-13

-

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-14

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-15

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-16

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-17

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-18

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-19

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-20

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-

-七色クロレラの、抗老化、抗肥満、細胞毒性、抗炎症を調べる実験の概略

＋ ＋ ＋ / ＋ ＋ / ＋: positive －: negative N.E.: not examine

-LPS +LPS 標準試料 MTT試験 MTT（メチルチアゾール） は生細胞において紫色の ホルマザンへ還元され る。 NO試験 NOの酸化物(NO3-) をNO2-に還元、それを濃紫 色アゾ化合物に変換し，吸 光度（540 nm）を測定す る。 抗肥満活性試験 卵黄嚢仔魚の残余卵黄をNile Redで染色定量する。 抗老化活性試験 酸性βガラクトシダーゼ測定キットを用いてアッセーした。 ※七色クロレラの抗老化、抗肥満、細胞毒性、抗炎症性の実験に関しては著しい効果が認められる。ただ、データは未発表の ため、今回は単に例示（仮想データ）のみとした。

2018年3月1日

株式会社「アルガルバイオ」設立

大学の研究をベンチャーへ

・平成29年 ＴＩＡ連携プログラム探査推進事業「かけはし」 藻類バイオ3000株と非可食バイオマスの機能性試験の迅速化と新市場開拓 ・平成23年度～平成27年度 科学技術振興機構(JST)・CREST 微細藻類の倍数化と重イオンビーム照射によるバイオ燃料増産株作出に関する新技術開発 ・平成26年度～平成27年度 戦略的イノベーション創造プログラム（次世代農林水産業創造技術） 未利用藻類の高度利用を基盤とする培養型次世代水産業の創出に向けた研究開発 ・平成27年度～平成28年度 科学技術振興機構(JST)・大学発新産業創出プログラム（START） クロレラによる複数色のカロテノイドと長鎖不飽和脂肪酸の大量生産 ～2017年3月

東京大学大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 植物生存システム

2017年4月～

東京大学フューチャーセンター推進機構 機能性バイオPJ/東葛テクノプラザ

・平成28年 ＴＩＡ連携プログラム探査推進事業「かけはし」 藻類バイオ3000株の機能性試験とセルフメディケーション時代の新市場開拓 ・平成30年 ＴＩＡ連携プログラム探査推進事業「かけはし」 藻類バイオ3000株の大量培養と非可食バイオマスによるバイオエコノミーの実践

株式会社アルガルバイオ 〒277-0082 千葉県柏市柏の葉5-4-6 東葛テクノプラザ 301 TEL：04-7138-6207 E-mail：[email protected] Webサイト：http://algalbio.co.jp 2018.3.1 設立

会社概要

【事業内容】 １ 藻類及びその成分の研究開 発、生産及び販売 ２ 藻類及びその成分の食品加 工、輸出入および流通 ３ 藻類予備層の成分の研究開発 の受託 ４ 藻類及びその成分の各種分析 業務 前各号に付帯する一切の事業 【社名について】 アルガル（Algal）とは藻類 （Algae）の形容詞形です。私た ちは「藻類バイオ」に関するすべ ての分野で活躍することを目標 に、日々努力して参ります。 【ミッション】 １．機能性が認められる、希少脂 肪酸やカロテノイドを生産し、 人々の健康に寄与する。 ２．食品原料としての微細藻類の 機能性について明らかにし、微細 藻類の用途拡大と普及に貢献す る。 株式会社アルガルバイオ

私たちは、微細藻類

3000株をターゲット

に、オイルと「カロテ

ノイド」や「長鎖不飽

和脂肪酸」といった脂

溶性成分を蓄積する微

細藻類について研究し

ています。

新聞に掲載されました！

電顕3Dモデル制作はじめました 左：通常のクロレラ 右：超オイル細胞 2018/5/21 日本経済新聞 電子版 掲載 その他、5月23日の日本経済新聞 でも、タイトル「藻の活用事業 資金調達活発」という記事の中 で、「大学発のスタートアップも 存在感が出てきた」として、当社 が取り上げられました。 また、5月22日の日経産業新聞で は、「食品向け機能性素材開発」 として当社の研究概要等が掲載さ れました。 特願2016-566380 「カロテノイドの大量生産方法」 ※科学技術振興機構「平成22年度戦 略的創造研究推進事業(CREST)」 「平成27年度大学発新事業創出プロ グラム(START)」による支援を受け て開発された技術を活用していま す。

七色の次世代

クロレラを開発

～従来クロレラの課題を 克服し機能性を向上～

コア技術と特許の出願状況

発明の名称：長鎖脂肪酸生産藻類及びそれを用いた長鎖

脂肪酸生産方法

出願番号：特願

_2016-536002

出願人：東京大学、理化学研究所

発明者：河野重行、山崎誠和、大田修平、鴻巣絵梨香、

竹下毅、阿部知子、風間祐介

発明の名称：カロテノイドの大量生産方法

出願番号：特願

_2016-566380

出願人：東京大学、京都大学

発明者：河野重行、山崎誠和、大田修平、竹下毅、

宮下英明

ポンジュースみたいな黄色いクロレラができる。

クロレラ

クロレラ

七色クロレラ

カロテノイド市場

販路

・北米

・欧州

・アジア・太平洋

・南米

・中東

・アフリカ

製剤

・液体オイル

・ビーズ、顆粒

・粉末

・エマルション

用途

・サプリメント

・食品

・試料

・化粧品

・医薬品

種類

・

β-カロテン

・ルテイン

・リコペン

・アスタキサンチン

・ゼアキサンチン

・カンタキサンチン

・その他

生産

・化学合成

・植物からの抽出

・発酵

・藻類由来

※カロテノイドによる機能性バイオ：

加齢黄斑変性

・アルツハイマーへの対応を目指す。

【超オイル細胞】

オイル含量率75%以上

リノレイン酸 10-52%

植物性

ω

３

を10～52％含有

機能性賦与

抗鬱

抗酸化

抗認知症

美白・美肌

アンチメタボ

アンチアレルギー

アンチエイジング

脂溶性物質生産

ビタミン

カロテノイド

ポリフェノール

C

12

-C

47

長鎖不飽和脂肪酸

ω９エルカ酸、ネルボン酸

機能性を生み出すクロレラファクトリー

・株の探索と創成

・オイル細胞の誘導

↓

→

・藻類3,000株の

機能性試験

機能性バイオ

プロジェクト

世界初 日本初 クロレラオイル搾油 ・重イオンビーム育種 七色クロレラ 長鎖不飽和脂肪酸 ネルボン酸 エルカ酸

機能性成分含有 クロレラ抽出物 クロレラオイル 抗鬱、抗酸化 抗認知症、抗肥満 抗アレルギー 新規 カロテノイド （リコペン、 βカロテン etc） 不飽和脂肪酸 （ω3, 6, 7, 9）

Phase 1

～

1年

2～3年

3～5年

Phase 2

Phase 3

これらを

Phase 1に用意

（試薬・医薬品原料向け）

年間16ｋｇ/32L

年間3トン/パイプ長10ｋｍ

将来計画とスケールアップ

ミッション：

１．機能性が認められる希少脂肪酸やカロテノイドを生産し、人々の健康に寄与する。

２．食品としての微細藻類の機能性を明らかにし、微細藻類の用途拡大と普及に貢献する。

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