透明樹脂造形コミュのバクテリア様。

　アイルランドの科学者たちが、毒性のある廃棄物を安全な生分解性プラスチックに換えるバクテリアの分離に成功した。

　ユニバーシティ・カレッジ・ダブリンの工業微生物学部に所属するケビン・オコーナー博士とパトリック・ウォード氏は、9月8日(現地時間)、スチレンをエネルギーとして使って生分解性プラスチックの1種、ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を作る菌株を発見したと発表した。スチレンはポリスチレン(『スタイロフォーム』[発泡ポリスチレン]など)の生産時に副産物としてできる、毒性を持つ物質だ。

　バクテリアには、熱湯の湧き出る温泉から深海、硬い岩、胃酸の中までありとあらゆる環境で生存、増殖できるものがある。こうしたバクテリアの多様な能力は、現在進行中の研究はもちろん、バイオテクノロジー産業における数え切れないほどの成功例にとって、なくてはならないものだ。たとえばこの能力を利用して、石油を分解するバクテリアなど、毒性を緩和する菌株の開発に取り組む研究者もいる。しかし、オコーナー博士とウォード氏のバクテリアはその一歩先を行き、不要物を分解するだけでなく、有用な物質を生み出してくれるものなのだ。

　「われわれのバクテリアはスチレンの毒性を除去し、環境にやさしいプラスチックに換えてくれる」と、オコーナー博士は述べる。

　スチレンは多種多様な産業廃棄物の中に存在し、この物質に由来する有毒廃棄物の量は、米国だけでも毎年約2.5万トンにのぼる。スチレンは肺の炎症や筋力の低下を招くほか、人や動物の脳および神経系に悪影響を及ぼす。ポリスチレンの製造現場では最大で9万人の労働者がスチレンにさらされている可能性があることから、安全に廃棄できる方法があれば、コスト面だけでなく健康面においても大きなメリットになる。

　「現在、スチレンの廃棄処理には、地下への投棄、地面への散布、焼却処理などが行われている。焼却炉で燃やせばエネルギーは回収できるが、毒性を持つガスが排出される」と、ウォード氏は説明する。「われわれの日常生活では、使い捨てのコップから車の部品まで、あらゆるところにプラスチックが使われており、毎年膨大な量のプラスチックが生産、利用、廃棄されている。しかし、ポリスチレンは分解するのに時間がかかるため、今後何千年もわれわれの環境に残存していく可能性がある」

　この問題に取り組むため、アイルランドの科学者たちが注目したのが、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)というバクテリアの1種だった。この菌は自然環境下では土壌の中にいるが、スチレン上でも生存できる。研究者は炭素とエネルギーの生成源としてスチレンのみを与え、この菌をバイオリアクターで培養した。その結果、スチレンを分解するシュードモナス・プチダの『CA-3』株の分離に成功した。この菌株はスチレンをプラスチック・ポリマーのPHAに換え、エネルギー源として蓄える性質を持つ。

　「[実験では]バクテリアが利用可能なスチレンはすべてPHAに変換された。したがって汚染物質はこの過程で完全に除去されるわけだ」と、オコーナー博士は説明する。「このバクテリアから生成されたプラスチックは弾性を有するポリマーで、工業用、商業用に幅広く利用できる可能性がある。たとえば、医療用の体内埋め込み装置や再生医学で組織を培養するための土台となる『足場』(scaffold)、創傷管理、薬剤を患部に効果的に届ける薬物キャリア、厚紙のプラスチックコーティング、熱耐性プラスチックなどだ」

　オコーナー博士とウォード氏は今月8日、ダブリン大学トリニティー・カレッジで開催された一般微生物学会の第155回大会でこの発見について発表した。

　「現時点では小規模の取り組みだが、処理プロセスを大規模にしていくため、実用化に向けた発酵試験に着手している」と、オコーナー博士は述べる。

　ヨーロッパではバイオテクノロジーは色分けされた名前がついている――「緑」は農業界、「赤」は医療界、「白」は産業界といった具合だ。「白い」バイオテクノロジーは省エネルギーと廃棄物削減の観点からますます注目を集めており、今回発表を行なったダブリンの研究チームも、今後は、産業界の協力を得て大規模な処理過程の開発に取り組みたいとしている。また、研究チームは、遺伝子組み替えによりスチレンからPHAへの変換効率を上げることも計画している。

　オコーナー博士は次のように述べている。「将来は、こうした類のテクノロジーがもっと増えていくと考えている。『白い』バイオテクノロジーを利用した、持続可能な開発とクリーンな製造工程こそが、今後進むべき道だ。石油を分解するバクテリアのように、われわれが生み出す汚染を取り除くバクテリアだけでなく、そもそもの汚染を防ぐバクテリアについても(考えていかなければならない)」


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