環境循環プラスチック誕生　微生物ポリマーでポリ乳酸の課題を改良

（※本記事は「産総研マガジン」に2025年5月28日付で掲載された記事を、許可を得て掲載しています）

環境負荷軽減のために、生分解性のバイオプラスチックの利用拡大が求められている。現在最も多く使われているバイオプラスチックは乳酸を重合して作るポリ乳酸だが、強度と生分解性が十分ではなく、利用が限られていた。2024年3月、産総研と神戸大学は、株式会社カネカと共同で、ポリ乳酸に独自のポリマー「LAHB（ラーブ）」をブレンドすることにより、ポリ乳酸の性能向上に成功したと発表した（2024/03/26プレスリリース）。その研究がスタートしたのは2008年に遡る。バイオプラスチックの性能向上を目指して、研究者たちはどんな研究に挑戦し、それぞれの成果を融合させていったのだろうか。その足跡を追った。

進化工学で生まれたポリマー「LAHB」

地球環境を保全していくためには、資源を使いまわして廃棄物を減らし、循環させる生産経済システム「サーキュラーエコノミー」への転換が強く求められている。（産総研マガジン「サーキュラーエコノミーとは？」 ）

サーキェラーエコノミーを実現できる材料として注目されているのがバイオプラスチックだ。（産総研マガジン「バイオプラスチックとは？」）

現在、バイオプラスチックとして広く使われているプラスチックはポリ乳酸である。ところが、このバイオプラスチックは力学的にもろく、また工業用コンポストのような高温多湿な環境でないと微生物による分解作用が起こらないため、生産と利用が限られていた。これらの課題を解決して、バイオプラスチックの普及促進を図ろうと、国のプロジェクトをはじめとして多くの研究が進められてきた。

2024年3月に産総研がプレスリリースした研究の端緒となったのは、ポリ乳酸にブレンドされた新しいポリマーLAHBの合成であった。その名前のとおり、乳酸（LA：Lactic Acid）と3-ヒドロキシブタン酸（3-HB）をモノマーとした共重合体だ。この合成を行う酵素は天然のものではなく、進化工学によって人工的に作り出されたものである。

新しい酵素を作ったのは、信州大学 アクア・リジェネレーション機構の田口だ。「プラスチックのようなポリマーを合成する微生物は天然に存在します。ところが、なぜか乳酸を含むポリマーを作る微生物は見つかっていなかったのです」と説明する。「この世の中にないものを作り出したい」という好奇心から、2000年ごろから、乳酸を含むポリマーを微生物に作らせるための酵素の開発に乗り出した。

「私たち人間は、生命が誕生してから約38億年の進化の末にこのような形になりました。進化は自然に起こりますが、とんでもなく時間がかかります。そこで、進化を加速して起こそうというのが進化工学です」と、田口。LAHBの合成では、酵素の遺伝子に人工的に突然変異を起こして、3-HBだけでできるポリマーに乳酸を入れ込む酵素を誕生させた。この酵素を微生物に作らせることに成功して、2008年にLAHB生産菌を誕生させたのだ。

記事の続きはこちらから。産総研マガジン「環境循環プラスチックの誕生」

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