メタノールをエネルギー源として利用する酵母において重要な役割を担う酵素の立体構造を、クライオ電子顕微鏡を用いて高精度で解明しました。その結果、よく似た構造の2種類の酵素が環境に応じて異なる働きをする仕組みが明らかとなりました。カーボンニュートラル社会の実現に向けて、メタノールの効率的な資源化が注目されています。本研究では、より効率的なメタノール利用の鍵を探るため、メタノールで成長する酵母Ogataea methanolica におけるアルコールオキシダーゼ（AOD）という酵素に着目し、その構造と機能の違いをクライオ電子顕微鏡を用いて明らかにしました。AODには複数...

乳酸菌は、健康維持に役立つことが知られています。健康に有益な生きた微生物は「プロバイオティクス」と呼ばれ、近年では不活化した微生物やその成分である「ポストバイオティクス」も注目されています。しかし、生菌と不活化菌が腸に与える影響の違いは十分に理解されていません。東北大学大学院農学研究科の松本夏歩大学院生、西山啓太准教授、北澤春樹教授、株式会社島津製作所の橋本豊之氏、株式会社伊藤園の辻川勇治氏らの共同研究チームは、乳酸菌Lacti...

東京大学大気海洋研究所の笹木晃平特任研究員および高畑直人助教、千葉大学大学院理学研究院の石田章純准教授、東北大学大学院理学研究科の掛川武教授、名古屋大学大学院環境学研究科の杉谷健一郎教授らからなる研究チームは、約34億年前の岩石から地球史初期の生命が硫酸イオン（SO42-）を使って呼吸していた痕跡を見出しました。本研究で調べたのは、岩石の中にある直径0.01mmより小さい同心円状の黄鉄鉱（FeS2）です。最新の分析装置であるナノスケール二次イオン質量分析計（NanoSIMS）を用いて、この小さな黄鉄鉱組織の内部...

プラスチックごみによる環境負荷の低減に向けて、使用後に自然環境中で分解する材料の開発が求められています。しかし、生分解性を持つだけでは実用材料として十分ではなく、使用期間中に必要な強さや剛性をどのように確保するかが大きな課題です。東北大学工学部材料科学総合学科のRova Lovisa助教、環境科学研究科のDas Snigdha大学院生、王真金助教、栗田大樹准教授、成田史生教授（工学部材料科学総合学科兼担）らは、竹シートと海洋生分解性ポリマーPHBHを熱圧縮により積層した新しいグリーン複合材料を開発しました。最適な積層構成では、引張強さ71.2 MPaを達成し、PHBH単体および竹単...

海洋底のマントルや下部地殻に含まれるかんらん石と水の反応、すなわち蛇紋岩化反応は、自然界における水素生成の主要なメカニズムとして知られています（図1）。この反応によって生まれる水素は、地下深部に生きる微生物のエネルギー源となるだけでなく、人類が利用可能な新たなエネルギー資源としても関心が高まっています。この反応では、岩石中の2価の鉄が3価の鉄へと酸化されると同時に水が還元され、その結果として水素が生成されます（式1）。しかし、水素発生の鍵を握る鉄の分布や化学状態が、反応の進行にともなってどのように変化するのかこれまで十分に分かっておらず、天然水素の生成プロセスの理解を難しくしていました。...

植物の細胞壁の主成分リグノセルロース系バイオマスの分解・糖化には基質特異性の異なる複数の糖質加水分解酵素の存在とそれらの相乗効果が必須です。グリーンクロステック研究センターのSahar Hamido特任助教、同センター兼大学院工学研究科の田丸浩（ゆたか）教授、東北大学東北メディカル・メガバンク機構の菱沼英史助教（未来型医療創成センター兼任）、松川直美学術研究員、三重大学大学院生物資源学研究科博士後期課程3年のMohamed Yahia Eljonaid氏、同研究科の岡﨑文美准教授の研究チームは、資源作物として注目されているソルガム（Sorghum bicolor）...

プラスチックごみによる環境負荷が世界的な課題となる中、生分解性材料や再生可能資源を活用した材料開発が強く求められています。一方で、森林資源の利用過程で大量に発生する樹皮は、十分に活用されないまま廃棄処理されているのが現状です。東北大学大学院環境科学研究科博士課程のRova Lovisa大学院生（JSPS特別研究員）と、王真金助教、栗田大樹准教授、成田史生教授（工学部材料科学総合学科兼担）は、こうした課題に対し、樹皮を60wt.%含有する生分解性複合材料を作製し、分解の進行と力学特性の変化を同時に捉える評価手法の構築を試みました。コンポスト（注...

脂質を多く含む廃棄物はエネルギー源として高いポテンシャルをもちます。しかし、微生物によるエネルギー変換であるメタン発酵の際に、反応を担う微生物の活動を阻害することが課題でした。東北大学大学院農学研究科の多田千佳准教授らは、嫌気性消化槽から、極めて高温・高アルカリ条件でも活性を示す新規リパーゼ（脂質分解酵素）を発見するとともに、その酵素を生産する微生物を特定しました。培養に依存しない手法である機能メタプロテオミクス・メタゲノミクス...

加齢による免疫力の低下は「免疫老化」と呼ばれます。腸管への寄生虫感染を排除する際に必要となる「２型免疫応答」も、加齢によって低下します。腸管寄生虫が感染すると、若齢マウスでは２型免疫応答を担うサイトカイン遺伝子の発現が大きく上昇しますが、高齢マウスではこれが起こりません。東北大学大学院農学研究科の大坪和香子助教（JST創発研究者）と宮城大学食産業学群生物生産学類の森本素子教授の共同研究グループは、寄生虫感染時において、若齢マウスでは「腸内フローラ」の構造の変化や「短鎖脂肪酸」の増加が起こるのに...

地球温暖化の一因となる一酸化二窒素(N2O)は農地からも発生しており、その発生を抑制する方法が世界中で模索されています。農研機構、東北大学、帯広畜産大学、理化学研究所の共同研究グループは、N2Oを分解する能力の高い根粒菌をダイズに優占的に共生させる技術を開発しました。この技術によって、土壌中でダイズ根粒が崩壊する過程で放出されるN2Oの量が減少することを確認しました。ダイズほ場からのN2O放出を抑えることで、地球温暖化の抑制に貢献することが期待されます。N2Oは二酸化炭素の...

近年、遺伝子配列の情報に基づいて天然物の生合成に関わる遺伝子を探すゲノムマイニングと異種発現を基盤とする合成生物学の手法が確立され、遺伝子資源を材料とした天然物探索研究が盛んに進められています。東北大学大学院薬学研究科の浅井禎吾教授の研究グループは、ポリケチド合成酵素-非リボソームペプチド合成酵素 (PKS-NRPS) ハイブリッド(注4)に着目したゲノムマイニングを実施...

国立環境研究所地球システム領域の丹羽洋介主幹研究員らの研究チームは、2020-2022年の間に地球規模で起こった大気メタン濃度の急上昇の要因を明らかにしました。研究チームによる解析の結果、この急激な濃度上昇は、主に、熱帯から北半球低緯度（南緯15度から北緯35度）にかけての湿地や水田などの農業、埋立地などにおける微生物が起源のメタン放出が増加したことによって生じたことが分かりました。また、その中でも特に東南アジアや南アジアといったアジアの低緯度地域における影響が大きいと推定されました。この結果は、地上観測局や船舶、航空機、人工衛星といった様々なプラットフォームによる観測デ...

N2Oは二酸化炭素（CO2）の273倍の地球温暖化係数を持つ強力な温室効果ガスで、温暖化効果への寄与率は6%程度と見積もられています。また、21世紀最大のオゾン層破壊物質としても知られる環境負荷の高い物質です。人為起源のN2O排出量のうち廃水・廃棄物由来が全体の5%程度を占め、その中には廃水処理プロセスからの排出が含まれます。廃水処理プロセスからのN2Oの排出量削減に関する研究の多くは発生抑制に着眼点がおかれています。一方で、発生したN2Oの除去に関する研究は多くありません。...