研究内容

植物バイオマスの乾燥重量の大部分は細胞壁である。すなわち植物バイオマスを各種材料の原料とみなす場合、その資源量の観点から最も重要性を持つものが細胞壁を構成する成分である。植物細胞壁は主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンからなり、これらが複雑な高次構造をとることで強靭な物性を発現している。したがって、バイオマスを資源化する場合にはこれらの成分を目的のものへと変換する必要があるが、上記のような強靭な特性から容易に変換することは難しい。

研究開発課題２では、植物バイオマスの全成分利用を目指す。したがって、そのコアとなるコンセプトは、植物細胞壁三大成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニン全てを利用することである。そこで我々は、これまでに培ってきた植物バイオマス成分の特性に関する多くの知見と各種バイオマス成分の分離・変換技術を最大限に駆使し、植物細胞壁成分の分離技術を開発するとともに、新たな糖化技術の開発を目指す。また、それらの成分単離技術を応用することで、植物体が本来有する物性や多孔性を維持した新規セルロース材料開発に取り組む。さらには、セルロースナノファイバーを利用した高環境負荷添加物を用いない低環境負荷の新規セルロース系材料の開発も実施する。

★図

研究者

研究者

吉田 誠

東京農工大学大学院農学研究院 教授

吉田研究室ホームページ

構成メンバー

プロジェクトメンバー

小瀬亮太

東京農工大学 大学院農学研究院　准教授

小瀬研究室HP

プロジェクトメンバー

堀川祥生

東京農工大学 大学院農学研究院　准教授

バイオマス構造機能学研究室(堀川研究室)ホームページ

プロジェクトメンバー

松下泰幸

東京農工大学 大学院農学研究院　教授

植物バイオマス化学研究室HP

プロジェクトメンバー

岡田洋平

東京農工大学 大学院農学研究院　准教授

生物有機化学研究室

プロジェクトメンバー

中澤靖元

東京農工大学 大学院工学府　教授

中澤研究室HP

プロジェクトメンバー

中野 幸司

東京農工大学 大学院工学研究院　准教授

中野研究室HP

プロジェクトメンバー

下村 武史

東京農工大学 大学院工学研究院　教授

下村研究室HP

プロジェクトメンバー

荻野 賢司

東京農工大学 大学院工学府　教授

荻野研究室HP

参画機関

ジャパンインベストメントアドバイザー

日本バイオデータ

論文

  1. Kurei, T., Tsushima, R., Okahisa, Y., Nakaba, S., Funada, R., Horikawa, Y. Creation and structural evaluation of the three-dimensional cellulosic material, “White-Colored Bamboo”. Holzforschung 75(2) 180-186 (2021)
  2. Umezawa, K., Niikura, M., Kojima, Y., Goodell, B., Yoshida, M. Transcriptome analysis of the brown rot fungus Gloeophyllum trabeum during lignocellulose degradation. PLoS One 15/ 12, e0243985 (2020)
  3. He, Q., Kobayashi, K., Kusumi, R., Kimura, S., Enomoto, ., Yoshida, M., Kim, U.J., Wada, M. In Vitro Synthesis of Branchless Linear (1 -> 6)-alpha-D-Glucan by Glucosyltransferase K: Mechanical and Swelling Properties of Its Hydrogels Crosslinked with Diglycidyl Ethers. ACS OMEGA 5/ 48, 31272-31280 (2020)
  4. Kojima, Y., Varnai, A., Eijsink, V.G.H., Yoshida, M. The Role of Lytic Polysaccharide Monooxygenases in Wood Rotting Basidiomycetes. TRENDS IN GLYCOSCIENCE AND GLYCOTECHNOLOGY. 32/ 188, E135-E143 (2020)
  5. Zhu, Y., Plaza, N., Kojima, Y., Yoshida, M., Zhang, J., Jellison, J., Pingali, S.V., O'Neill, H., Goodell, B. Nanostructural Analysis of Enzymatic and Non-enzymatic Brown Rot Fungal Deconstruction of the Lignocellulose Cell Wall. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY 11, 1389 (2020)
  6. Horikawa, Y., Tsushima, R., Noguchi, K., Nakaba, S., Funada, R. Development of colorless wood via two-step delignification involving alcoholysis and bleaching with maintaining natural hierarchical structure. Journal of Wood Science 66:37 (2020)
  7. Hirano, S., Yamagishi, Y., Nakaba, S., Kajita, S., Funada, R., Horikawa, Y. Artificially lignified cell wall catalyzed by peroxidase selectively localized on a network of microfibrils from cultured cells. Planta 251:104 (2020)
  8. Jin, H., Kose, R., Okayama, T. Addition of Reed-Derived Cellulose Nanofibers to Change Handsheet Properties. JOURNAL OF FIBER SCIENCE AND TECHNOLOGY 76/ 5, 144-150 (2020)
  9. Tamaru, Y., Yoshida, M., Eltis, L.D., Goodell, B. Multiple iron reduction by methoxylated phenolic lignin structures and the generation of reactive oxygen species by lignocellulose surfaces. INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES 128, 340-346 (2019)
  10. Takeda, K., Umezawa, K., Varnai, A., Eijsink, V.G.H., Igarashi, K., Yoshida, M., Nakamura, N. Fungal PQQ-dependent dehydrogenases and their potential in biocatalysis. CURRENT OPINION IN CHEMICAL BIOLOGY 49, 113-121 (2019)
  11. Horikawa, Y., Hirano, S., Mihashi, A., Kobayashi, Y., Zhai, S., Sugiyama, J. Prediction of lignin contents from infrared spectroscopy: chemical digestion and lignin/biomass ratios of Cryptomeria japonica. Appl Biochem Biotechnol 188(4), 1066-1076 (2019)
  12. Aminah, B., Kose, R. Properties of cellulose nanofibers prepared from recycled pulp fiber using the aqueous counter collision method. Journal of Fiber Science and Technology 75(10):140-144 (2019)
  13. Tamaru, Y., Umezawa, K., Yoshida, M. Characterization of an aryl-alcohol oxidase from the plant saprophytic basidiomycete Coprinopsis cinerea with broad substrate specificity against aromatic alcohols. BIOTECHNOLOGY LETTERS 40/ 7, 1077-1086 (2018)
  14. Varnai, A., Umezawa, K., Yoshida, M., Eijsink, V.G.H. The Pyrroloquinoline-Quinone-Dependent Pyranose Dehydrogenase from Coprinopsis cinerea Drives Lytic Polysaccharide Monooxygenase Action. APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY 84/ 11 (2018)
  15. Kobayashi, K., Hasegawa, T., Kusumi, R., Kimura, S., Yoshida, M., Sugiyama, J., Wada, M. Characterization of crystalline linear (1→3)-α-D-glucan synthesized in vitro. Carbohydrate Polymers 177, 341-346 (2017)
  16. Goodell, B., Zhu, Y., Kim, S., Kafle, K., Eastwood, D., Daniel, G., Jellison, J., Yoshida, M., Groom, L., Pingali, S.V., O'Neill, H. Modification of the nanostructure of lignocellulose cell walls via a non-enzymatic lignocellulose deconstruction system in brown rot wood-decay fungi. Biotechnology for Biofuels 10 (2017)
  17. Horikawa, Y. Assessment of cellulose structural variety from different origins using near infrared spectroscopy. Cellulose 24(12), 5313-5325 (2017)
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