合成生物学と合成化学の融合による有用物質生産システムの開発と事業化

概要

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PDF issue: 2023-03-02

合成生物学と合成化学の融合による有用物質生産シ
ステムの開発と事業化

庄司, 信一郎
(Degree)
博士（科学技術イノベーション）

(Date of Degree)
2021-03-25

(Date of Publication)
2022-03-01

(Resource Type)
doctoral thesis

(Report Number)
甲第8095号

(URL)
https://hdl.handle.net/20.500.14094/D1008095
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博

士

論

文

「合成生物学と合成化学の融合による有用
物質生産システムの開発と事業化」

２０２１年１月

神戸大学大学院

科学技術イノベーション研究科
庄司

信一郎

目次
用語集 ......................................................................................................................................1
第１章

序論 .......................................................................................................................4

1.1 ビジョン ......................................................................................................................4
1.2 モノ作りの現況 ...........................................................................................................4
1.3 バイオインダストリー ................................................................................................6
1.3.1 歴史とテクノロジーの変遷 ...................................................................................6
1.3.2 現状と将来 ............................................................................................................9
参考文献および引用 ..........................................................................................................11
第２章

先端研究テーマ「グルコースとニコチンアミドからニコチンアミドモノヌクレオ

チドを選択的に生産するための代謝設計」 .........................................................................12
2.1 緒言 ............................................................................................................................12
2.1.1 テーマの背景 .......................................................................................................12
2.1.2 従来技術とそれらの課題 ....................................................................................12
2.1.3 課題解決に向けた考え方 ....................................................................................13
2.1.4 アプローチ ..........................................................................................................14
2.2 実験および結果 .........................................................................................................16
2.2.1 NMN 生産のための高活性な Nampt 酵素の同定 ................................................16
2.2.2 グルコースから PRPP を生産するための E. coli の PPP の利用 ........................17
2.2.3 Nam 取り込みのための NiaP トランスポーターの同定 .....................................19
2.2.4 Nam 排出のための PnuC トランスポーターの同定 ...........................................20
2.2.5 NMN の生産量を増大するための各機能要素の統合と遺伝子発現の調整 .........21
2.2.6 Nam とグルコースから NMN を高生産するための Whole-cell biocatalyst ........26
2.2.7 NMN エクスポーターとしての PnuC-BM 機能検証 ..........................................30
2.3 論考 ............................................................................................................................32
2.4 社会実装への展開 ......................................................................................................34
2.5 材料 ............................................................................................................................35
2.6 方法 ............................................................................................................................51
参考文献および引用 ..........................................................................................................59
第３章 イノベーション・アイデア ....................................................................................62
3.1 ベンチマーク分析 ......................................................................................................62
3.1.1 米国のバイオテック ............................................................................................62

3.1.2 Amyris .................................................................................................................65
3.2 ブレークスルー .........................................................................................................69
3.3 事業コンセプト .........................................................................................................71
3.4 提供価値 ....................................................................................................................73
参考文献および引用 ..............................................................................................................76
第４章 技術戦略 ..................................................................................................................77
4.1 テクノロジー・プラットフォーム ............................................................................77
4.1.1 要素技術 ..............................................................................................................77
4.1.2 コア技術 ..............................................................................................................82
4.1.3 コア技術と要素技術の統合 .................................................................................83
4.2 技術ロードマップ ......................................................................................................85
4.3 研究開発体制 .............................................................................................................87
参考文献および引用 ..............................................................................................................89
第５章 事業戦略 ..................................................................................................................90
5.1 外部環境分析 .............................................................................................................90
5.1.1 PEST 分析 ...........................................................................................................90
5.1.2

5 フォース分析 ....................................................................................................93

5.2 内部環境分析 .............................................................................................................95
5.2.1 バリューチェーン分析 ........................................................................................96
5.2.2 VRIO 分析 ...........................................................................................................97
5.3 ビジネスモデル .......................................................................................................100
5.3.1 競合企業のビジネスモデル分析 .......................................................................101
5.3.2 ビジネスモデル .................................................................................................102
5.3.3 戦略キャンパス .................................................................................................104
5.3.4 収益構造 ............................................................................................................106
参考文献および引用 ............................................................................................................108
第６章 知財戦略 ................................................................................................................109
6.1 知財戦略の目的 .......................................................................................................109
6.2 オープン・クローズ戦略 .........................................................................................109
6.3 知的財産に関する基本方針 .....................................................................................110
参考文献および引用 ............................................................................................................112
第７章 財務戦略 ................................................................................................................113

7.1 財務戦略の目的 .......................................................................................................113
7.2 財務計画の概要 .......................................................................................................113
7.3 企業価値評価 ...........................................................................................................115
7.4 資本政策 ..................................................................................................................116
参考文献および引用 ............................................................................................................118
第８章 結論 .......................................................................................................................119
謝辞 ......................................................................................................................................120

用語集
用語

意味

（ビジネス用語）
アウトソーシング

外部に業務の一部を委託すること。とくに、自
社で保有しない開発機能や生産に関連する業務
を外部に委託すること

バイオエコノミー

生物資源（バイオマス）やバイオテクノロジー
を利活用して産業振興と世界規模での問題解決
を目指す概念

バイオインダストリー

生物資源（バイオマス）やバイオテクノロジー
を利活用して行われる産業

バイオリファイナリー

再生可能資源であるバイオマスを原料にバイオ
燃料や樹脂などを製造するプラントや技術のこ
と

バイオファウンドリー

微生物などの生物を遺伝子レベルで設計、育種
するための工場やラボ

ブレークスルー

発見や発明を梃子にして、従来であれば不可能
と思われていた科学もしくは技術上の課題を解
決すること

イノベーション

組織が労働力、資本、原材料、情報を、価値の
高い製品やサービスに変えるプロセスの変化を
いう。
本論では、科学技術上のブレークスルーをテコ
に新しい製品やサービスを産み出し、それらを
通じて、社会的もしくは経済的な価値を創出す
ることをイノベーションと定義する

モノ作り

人が科学技術を応用して役に立つモノを創り出
すこと

コモディティ化

市場参入時に、高付加価値を持っていた商品の
市場価値が低下し、一般的な商品になること

インフラストラクチャー
（インフラ）

企業や組織が製品・サービスを提供するために
必要とする施設、設備、通信環境、ソフトウェ
ア

ファブレス

自社で工場や専用設備などのインフラを持たな
いこと
1

OEM

Original Equipment Manufacturer の略で、メーカ
ーが他社ブランドの製品を製造すること

モジュール（型企業）

技術分野あるいは業務フローの中で、特定の技
術や業務を専門にすること（専門にしている企
業）

BtoB

Business to Business の略で、企業が企業に向けて
製品・サービスを提供すること

BtoC

Business to Consumer の略で、企業が個人消費者
に向けて製品・サービスを提供すること

ブルー・オーシャン
（Blue Ocean）

新しい製品・サービスを開発・投入することで
創出される、競合相手のいないもしくは少ない
未開発の市場

レッド・オーシャン
（Red Ocean）

製品・サービスの価格や機能において、競争の
激しい既存の市場

プロフィットシェアリン
グ

一定の基準に従って利益を配分すること。 ...

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