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大学・研究所にある論文を検索できる 「合成生物学による高付加価値物質の高生産微生物育種とスケールアップサービスビジネスモデルの構築」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

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合成生物学による高付加価値物質の高生産微生物育種とスケールアップサービスビジネスモデルの構築

吉田, エリカ 神戸大学

2022.03.25

概要

化石燃料の枯渇、人口増加、地球温暖化などの環境問題の深刻化など、現代社会は様々な課題を抱えている。一方、近年の技術革新を基盤として成長した学問領域である合成生物学は、これらの社会課題を解決する可能性がある。合成生物学を含めたバイオテクノロジーを駆使することにより、長期的に持続可能な経済成長を目指す“バイオエコノミー”の実現が期待される。

そもそも、人類は紀元前より自然界に存在する微生物による発酵でチーズやワインなどの食品などを製造しており、バイオテクノロジーを用いたものづくりによる利益を享受してきた。このような発酵産業の長年の蓄積に加え、昨今発展した合成生物学によって、目的物の生産菌を作出すること、すなわち「育種」をより短期間で行うことが可能となった。多くの遺伝子からなる人工生合成経路をバランス良く構築し、微生物に導入する技術をもたらす合成生物学の発展により、植物や動物などの生物がごく少量を生産するような有用化合物を微生物に生産させることが盛んに行われるようになった。化成品、バイオ燃料、食品、医薬品など、様々な用途で用いられる物質のバイオテクノロジーによる生産が報告されている。特に、高付加価値な有用化合物を目的生産物とすることは、バイオエコノミーの早期社会実装に向けて有用な戦略と考えられる。

そこで、先端研究テーマ(理系研究)として合成生物学を利用して高付加価値物質を高生産する菌株育種を試みた。モデル化合物として、天然ミント香料として表記できることにより高付加価値化が可能な化合物である(−)-カルボンを選択した。(−)-カルボン生産菌を対象としたプロテオーム解析による代謝経路タンパク質量の解析を行い、その発現量バランスの最適化を行うことにより、カルボンの生産量を飛躍的に向上させた。これらの成果について、第2章に記述した。

次に、第3章以降にアントレプレナーテーマ(事業化に向けた戦略)として、イノベーション・アイディアに基づくビジネスプランを記述した。第2章に記載したような合成生物学の研究成果を事業化するためには、多くの課題がある点に着目し、イノベーション・アイディアとして「新しい技術(合成生物学)に基づく新しい産業に対し、新しい技術であるデータサイエンスなどのデジタル技術と味の素(株)が保有する伝統的な技術に基づく歴史ある産業である発酵産業のスケールアップ技術を組み合わせることで、バイオエコノミーの実現という社会価値を実現する」を着想した。すなわち、(−)-カルボンのような高付加価値物質を高生産する菌株を育種できたとしても、コストの見合う工業スケールでの製造プロセスを構築するには経験とノウハウが必要であり、研究成果と事業化の間に大きな死の谷が存在する。合成生物学によってより短期間で、より多様な目的物の生産菌を実験室規模で作出することが可能となった一方、それら多様な目的物を工業化可能な製造プロセスを構築し実証すること、すなわち“スケールアップ”は依然として時間的にも金銭的にもボトルネックであると考えた。また、合成生物学を含むバイオテクノロジーを用いてものづくりを行う企業数が増加しており、特にスタートアップ企業は市場の期待を反映させた活発な資金調達を行っているが、スケールアップをサポートするサービスが不足しており、バイオエコノミーの実現に向けた障害になっていると考えられた。

そこで、筆者の勤務先であり、微生物発酵などのバイオテクノロジーを用いたものづくりを長年行ってきた味の素株式会社の経験とノウハウ、設備や人材を活用し、さらにデータサイエンスなどのデジタル技術と組み合わせることにより、新たにバイオテクノロジーを用いたものづくりを行う企業を顧客としてスケールアップをサービスとして提供するビジネスモデルを構築した。このようなスケールアップサービスの提供を通じ、顧客企業が事業化に向けた死の谷を越えることをサポートし、バイオエコノミーの実現を加速することができると考えた。第4章以降にこのスケールアップサービスのビジネスモデルについてイノベーション・ストラテジーとして、事業・財務・技術・知財戦略の立案を行い、検証を行った内容を記述した。

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参考文献

第 1 章 参考文献

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