ポリプを活用した効率的なサンゴ増殖技術
関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科
教授 上田 正人
2022年9月22日
1

上田 正人
1974
2003
2003
2007
2010
2017

大阪に生まれる
大阪大学大学院工学研究科博士後期課程修了
大阪大学大学院 助手
関西大学 専任講師，准教授
英国ケンブリッジ大学客員研究員
関西大学 教授

専門：再生医工学・バイオマテリアル，鉄鋼・チタンの物性
海水

耐腐食性

経緯：2015 関西大学 サンゴ礁再生促進技術研究Gに参画【分担】2019 関西大学 “微弱電流によるサンゴの成⾧促進メカニズムの解明とサンゴ群集再生技術の開発” 【代表】2019 科研費 挑戦的研究（萌芽）【代表】
2021 JST SCORE GAP【代表】
2021 ｸﾗｳﾄﾞﾌｧﾝﾃﾞｨﾝｸﾞ（再生医療技術でｻﾝｺﾞを再生） 【代表】2022 科研費 挑戦的研究（萌芽）【代表】2解決したい課題

CO2

Problem to be solved
地球表面の0.1%
9万種類もの多様な生物が生息

温室効果ガス削減目標（2030年度，日本）
2013年度比で世界のサンゴ礁の1/3が絶滅の危機26% → 46%（2015年決定）（2021年決定）

CoralsCO2のリサイクル・吸収・固定化は必須
1トンあたり20～30ユーロ
今年43ユーロまで急騰
70～80ユーロまで上昇するだろう
EUの企業が購入した枠同時に解決できないか？

（2019年）

約5億9400万トン分（全排出量の2割弱）

計146億ユーロ
3（約1.9兆円）

一般的なサンゴの増殖方法

基盤：モルタル⇩
高pHが問題!

General methods

保全・再生活動
天敵の駆除

断片移植

BiorockType of therapy

Applicable area

Cost

Work efficiency

Practical realisation

天敵の駆除

対症療法的

○

○

×

○

赤土流入の削減

対症療法的

×

×

○

×

断片移植

積極的

○

○

×

○

Biorock

積極的××

○

×

4

on Land

Dissolution of CO2DC

CO2 + H2O → HCO3- + H+

CathodeGeneration of OH- by Cathode reaction
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH2H2O + 2e- → H2 + 2OH-

AnodePrecipitation of CaCO3
Ca2+ + HCO3- + OH- → CaCO3 + H2O
Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2
CaCO3 + H+ ⇄ Ca2+ + HCO3（pH> 8.2; CaCO3 precipitation）

5

The generated current promotes protein adsorption andcalcium carbonate precipitation on the substrates. This leads
to the early fixation of the coral fragments to the substrates.

100 mmField test @ Kushimoto, Wakayama

Prototype ofpower generation device
using piezoelectric film

Current generated by column vibration

6

再生医工学

骨の構造，強さ，たわみ方，表面の化学的な状態を究極的に模倣して再現することで，早く骨と一体化するようなインプラントを開発
チタン3Dプリンティング

表面修飾

CT image_Rhombicuboctahedron-derived

新生骨+

⇨7

再生医工学

骨の構造，強さ，たわみ方，表面の化学的な状態を究極的に模倣して再現することで，早く骨と一体化するようなインプラントを開発
チタン3Dプリンティング

表面修飾

2 weeks

CT image_Rhombicuboctahedron-derived

新生骨+

⇨8

骨格形成における類似性

ハイドロキシアパタイト

炭酸カルシウム

Ca10(PO4)6(OH)2

CaCO3

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Coral fragment

μCT

Vigorous expansion of polyp colony
on TiO2 film
Day2210

戦略

Our strategies

固定固定

ベイルアウトベイルア ウトポリ プ

再生医療組織 → 細胞 → 細胞シート → 生体単離培養・増殖

移植

サンゴ再生に応用できないか？

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技術シーズ
Seeds

細胞が接着しやすいチタン基盤
軽いストレスを与えると…

タチ

経過観察中

ン

基盤

ベイルアウトしたポリプをチタンに固定 作業効率が著しく向上
 遺伝的錯乱が生じない
 環境耐性のあるサンゴを選択可能
 世界中，あらゆるところで実施可能

薬品
特殊な設備
テクニック
単離したポリプ 成⾧に時間を要する
12生態系の価値をひろめる

水生生物を未来にのこす13環境問題って「きれいごと」だけでは解決できない。。。
「しくみ」をつくらないと。。。

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サンゴ関連ビジネスは無限の可能性を秘めているJ-クレジット
現在，ブルーカーボンは算定対象外
最近登録されたもの→バイオ炭
温室効果ガスインベントリ算定
ブルーカーボン（BC）
【日本】
算定対象外
【オーストラリア・米国】
IPCC*1湿地ガイドラインに沿って算定
UNFCCC *2事務局への報告を開始(2020 年4 月時点)

2,000億円*（2019年度国内100社の合計）CSR投資

グローバル大手がブルーカーボンに積極投資（Corporate Social Responsibility）*1 国連気候変動に関する政府間パネル*2 国連気象変動枠組条約

CO₂排出量取引31兆円*（2020年世界の排出権取引）
直近1年で排出枠の価格が3倍増
30ユーロ/t →（2020）

90ユーロ/t（2021）

横展開（創薬etc）
サンゴやサンゴに集まる生物から抽出した創薬材料の提供
医薬品，栄養補助食品，酵素，農薬，化粧品などの原料として天然物質の宝庫*本シーズ関連市場はこの一部

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ブルーカーボン で カーボンニュートラル

到達点

Destination

サンゴを増殖させ，その骨格でCO2を固定化したい！
1トンのCO2を吸収するには？
杉の木：約70本で1年(最低350m2必要)10～20倍の固定密度

サンゴ：
5m×5mのテーブルサンゴ

Carbon fixation
using the power of nature

CO2

carbon dioxide

Carbon dioxide in atmosphere is alwaysin equilibrium with that in seawater. The
partial pressure in seawater decreases ascorals grow. Because the skeleton of hardcorals is calcium carbonate. In addition,carbon dioxide is also consumed by thephotosynthesis of corals.

光合成
CO2H2OO2
C6H12O6 (glucose)

Corals; CaCO3

呼吸

carbon carbonate

CO2

成⾧すれば指数関数的に固定量が増加！
16O2

ビジネスモデル
Destination

個人顧客は，企業顧客がいることにより，安価でサンゴ増殖・CO2固定化事業に参画できる。
一方，企業顧客も低予算で個人顧客への宣伝効果が見込める。

Win & WinA社

企業用のチタ ン 板＋増殖領域の提供（ イ メ ージ ア ッ プ ＋CO2固定）

環境問題に意識の高い企業へ
サン ゴ増殖基盤（ モ ルタ ル＋チタ ン ）B2B

個人用増殖領域の設置

B社

モルタ ル基盤 （ 増殖領域・ 面積）

環境問題への関心継続

チタ ン 板への刻印
SNS定期報告

M.UedaNanako・・

豊かな海に
byM.U.
2023.4.27
・・

チタ ン 板 ポリプを固定した基盤と増殖領域（CO2の固定化サイト）
 基盤設置と管理サービス

個人へ

B2C

増殖基盤の設置と 管理

独自募集 & 特定企業の応援

ポリ プ の単離と 播種参画企業への関 心

Our Team

チタン基盤への刻印例

17ビジネス展開への助言
環境保全における “しくみ” をつくりたい！
CO2固定；展開先，展開方法など

求

研究資金
ポリプからサンゴへの高効率な育成手法の確立

アウトリーチ
チャンス，共催など
1819無性生殖により増殖したポリプによる骨格形成↓
高効率なサンゴの増殖が可能!
20

2022/8/20
放送

21

チタン表面の骨格形成に影響を及ぼす因子

Factors affecting the formation of the skeleton on Ti
脊椎動物
膨大な知見

密着の機序

22表面粗さ

ハナヤサイサンゴ100→ Ti，TiO2表面に播種

80#24 600~850 μm#36 425~600 μm#46 300~425 μm#365460

#3640

#26
#24

#46

2003

#46 2

w/ o blast

#24

#36
#46
Grinding agent notation

024Time, t/h

68100

10

表面修飾なし（CP-Ti）

w/o blastw/o blast

100μm

粗い方が，TiO2の方が密着しやすい

Adhesion fraction (%)

サンドブラストArithmetic mean roughness, Ra/μm#24Adhesion fraction (%)

Surface roughness → ストレス忌避反応で単離

表面修飾あり（表面：TiO2）

80

#26
#2460

#3640

#46200w/o blast
024Time, t/h6238

表面粗さハナヤサイサンゴ

100→ Ti，TiO2表面に播種

80#24 600~850 μm#36 425~600 μm#46 300~425 μm

Adhesion fraction (%)

5460

#3640

#26
#24

#4620032100

1800

表面修飾なし（CP-Ti）

w/o blast

#24

#36
#46
Grinding agent notation

w/o blast

粗い方が，TiO2の方が密着しやすい

Adhesion fraction (%)

サンドブラストArithmetic mean roughness, Ra/μm

Surface roughness → ストレス忌避反応で単離

024Time, t/h68

表面修飾あり（表面：TiO2）

#26
#2460

#3640

#46200w/o blast024Time, t/h6248接着の機序解明

Mechanism of adhesion

共振周波数

Quartz Crystal Microbalance
水晶振動子マイクロバランス法

ナノグラムオーダーの質量を検出可能⇩
表面への吸着現象の解析や生体高分子の検出利用

共振抵抗

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ポリプと基盤の密着エリア測定（QCM法）
Tiの最表面を再現 ⇨ TiO2膜
ハナヤサイサンゴ→ ストレス忌避反応で単離→ TiO2表面に播種→ 下方から観察
0h8h

12h

20h

基盤；ホウケイ酸ガラス
ターゲット；CP-Ti
入力電力；20 W
スパッタ時間；雰囲気；Ar:O2=8:5

面積率（ImageJ）
ポリプの面積/画面上の水晶振動子
26従来技術とその問題点• サンゴ礁の再生には、サンゴ断片の移植が一般的であるが、移植の数だけサンゴ断片を切り出す必要がある。
• 受精卵を利用した再生では、産卵の時期にしか受精卵は調達できないシーズン性の問
題がある。

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新技術の特徴・従来技術との比較• サンゴの小断片から多くのポリプを採取可能• シーズン性がなく、いつでもポリプを単離・培養可能

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想定される用途• サンゴ礁の再生• 観賞用サンゴの育成

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本技術に関する知的財産権
発明の名称
サンゴのポリプの単離方法、回収方法、培養方法およびこれらを実施する装置

特許番号
特願2022- 71613

出願人
関西大学

発明者
上田 正人、上坂 菜々子、猿渡 ちひろ
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お問い合わせ先

社会連携部
https://www.kansai-u.ac.jp/renkei/

産学官連携センター・知財センター
https://www.kansai-u.ac.jp/renkei/industry/sangakukan-mm@ml.kandai.jp
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