独立行政法人理化学研究所 環境資源科学研究センター〒230-0045 神奈川県横浜市鶴見区末広町1丁目7番22号 Tel: 045-503-9471 Fax: 045-503-9113
Email: csrs@riken.jp

独立行政法人理化学研究所

環 境 資 源 科 学 研 究 センター

RIKEN Center for Sustainable Resource Science
プロジェクトリーダー

斉藤 和季

プロジェクトリーダー

侯 召民

プロジェクトリーダー

榊原 均

炭素の循環的利活用研究プロジェクト

窒素等の循環的利活用研究プロジェクト

金属元素の循環的利活用研究プロジェクト

生物学と化学は鏡のような関係。互いに学びながら循環型社会への転換を促進します。

化学と生物学の力を使って有用な物質をつくり出す触媒の開発や低肥料での植物生産を目指します。

多様な生物機能や元素の中から環境や資源に貢献できる機能を見つけ、産業につなげていきます。

植物や微生物は光合成から多種多様な物質をつ

当プロジェクトでは、莫大なエネルギーを必要とす

金属元素は身の回りの製品に様々な形で使われくっています。それらを人は食糧や工業原料、エネるアンモニア合成反応を革新するべく、温和な条件ています。ただ、その中には希少なものや生物にルギー、医薬品、健康機能食品などに利用してい下で窒素と水素からアンモニアを合成しうる触媒技有害なものもあります。持続的な社会を実現するます。一方で、化学は触媒を利用して多種多様な術や、大気中に豊富にある窒素から直接有機物を合ためには希少な元素資源の代替や使用量の低減、物質を効率よく大量につくることができます。生成する化学技術を開発します。また低肥料での植物

循 環 利 用を進めていかねば なりませ ん 。当 プロ

物がやっていることを化学で再現できるのか。化

生産を、化学的・生物学的手法を用いて取り組みまジェクトでは、多様な生物機能の中から金属の回学で実現していることを生物ができるのか。生物す。化学は分子レベルで考える学問であり、生物学収や環境浄化に役立つ機能を見つけ利用します。

学と化学は鏡のような関係です。当プロジェクトは全体での情報の流れを考えます。考え方も手法もさらに、希少元素を使わなくても効率の良い触媒

では、分野の異なる生物学と化学の研究者が互い異なる分野の研究者が、同じ研究センターで同じ目をつくることで、省資源・省エネ型社会の実現に役に学びながら炭素の循環的利活用技術の開発を標に向かって取り組むことで、予想もしなかった画期に立つ研究を進めていきます。

進めていきます。

的な成果が生まれることが期待できます。

循環資源探索・活用研究基盤プロジェクト

生合成プラットフォームや化合物スクリーニングを加えた新しい研究基盤で研究を支えます。

www.csrs.riken.jp

グループディレクター

私たちは最近、リンが欠乏している土壌で植物が正常に生育するために重要な脂質を発見しました。少ない肥料でも育つ植物の開発へつながります。このように有用物質の探索と生産研究は、今後ますます重要になります。代謝産物の機能や生産機構を大量に、速く知りたい。それを可能にするのが、統合メタボロミクスプラットフォームです。当プロジェクトで

長田 裕之

袖岡 幹子

白須 賢

吉田 稔

は、メタボローム解析基盤と天然化合物基盤を融合し、化合物の探索と機能向上のための研究基盤を強化します。また、整備した最先端の基盤から、化合物を国内外の機関へ提供していきます。

Copyright © RIKEN. Printed in Japan.

RIKEN 2013-037

August 2014生物学と化学の力を融合し、資源・エネルギー循環型の持続的社会の実現に貢献します。
環 境 資 源 科 学 研 究センターは、多 様な生物機能と化学機能の理解を礎に、持続的社会の実現に挑みます。そのために、3つ環境に負荷をかけない生物資源、化学資源 の循環的創出・活用を目指して植物や微生物などの生物の機能は、実に多様です。自然界で生物は多様な天然化合物を生合成し、さらに人類は化学合成によって多様な物質をつくり出すことができます。環境資源科学研究センターでは、この生物機能の多様性と化学的多様性を理解し利用することで、環境に負荷をかけずに、炭素や窒素、金属元素などの生物資源、化学資源を活用し、新たに循環的な資源を創出して省エネルギーで利用することを目指します。

Sustainable Resource Scienceのキーワードのプロジェクトを掲げています。
「 炭素」プロジェクトでは、植物の光合成機能や触媒化学を用いた二酸化炭素の資源化技術を開発します。低肥料（窒素・リン）や苛酷な環境下でも高成長が可能な植

大気中の物の開発や、窒素からの革新的なアンモニア合成技術を開発しようというのが、「窒窒素 から省 資 源・炭 素（二酸化炭素）

環 境に負 荷を与えずに省 エネルギ ーな方 法で金属元素 をや酸素から有用な物質をアンモ ニ アを合 成し、さらに効 率 的につくり出します。

低 窒 素 肥 料での 植 物 生 産 の回 収し、活 用します 。

素」プロジェクトです。
「 金属元素」プロジェ増 加を目指します 。

クトでは、生物による金属回収能力を活用したレアメタルなどの回 収や環 境 修 復 技術の開 発 、様 々な金 属 元 素の能 力を引き出して低コストかつ高効率な革新的触媒の開発をします。
また、これら研究に必要な多様な生物資源や化学資源の生産および利活用のための研究基盤を構築します。そして、社会知創成事業と連携し、石油代替資源として、バイオマスを原料に燃料や化学材料を創成することを目指します。
センター長

大気中の大量の二酸化炭素は地球

炭素を効率的に固定する植物や化肥料の原料となるアンモニアは大気穫を可能にする植物を生み出すこと

希土類や遷移金属元素などを用い有 用な金 属を回 収して再 利 用する

温暖化を引き起こす厄介な物質で学 的 多 様 性を付 加 する微 生 物 、触中の窒素から合成されますが、高温を目指します。さらに作物やバイオた錯 体 触 媒 が 開 発され、化 学 合 成ことも重要です。コケなどの植物やすが、それを回収して利用できれば、媒の開発を行います。そして、炭素高圧下で反応を行うため大量の化マスの生産性向上に関わる耐病性によってさまざまな 有 用 物 質 が 生微生物の機能を活用し、環境に負荷

環 境と資 源 の 両 方にとって好 都 合から資 源となる有 用 物 質を自在に石燃料が必要です。
「 窒素」プロジェや環境耐性の向上、植物の生長の向み 出されています。しかし、触 媒にを与えずに効率的に資源を回収すです。植物は、光合成によって二酸つくり出す技術の開発が目標です。

クトでは、省エネルギーな方法で窒上に貢献する研究開発を進めます。

使われる金 属 元 素 の 多くは希 少かる技術の実用化を目指します。この化炭素を吸収し、糖や脂質、さまざ大 気 中 の 酸 素を用 い た、環 境に負素固定、アンモニア合成を実現する

肥料に含まれる硝酸イオンは脱窒をつ高価で、日本はそのほとんどを輸技 術 は 、金 属 で 汚 染 された 土 壌やまな 二 次 代 謝 産 物をつくっていま荷を及ぼさない酸化反応を可能に触媒の開発を目指します。また、栄養経て亜酸化窒素として大気中に放出入に頼っています。
「 金属元素」プロ水の環境浄化にも役立ちます。

す。
「 炭 素 」プロジェクトでは、光 合する触媒の開発も行います。

状態の悪い環境でも植物の生育をされます。亜酸化窒素は二酸化炭素

ジェクトでは、豊富で安価な金属を成に関わる制御因子や生理活性物可能にする遺伝子や生理活性物質の300倍の温室効果作用を持つた

用 いた、高 活 性 、高 効 率 、高 い 選 択質を探索して、光合成機能を強化すを探索し、それを制御することで低め、その放出を抑制する技術の開発

性を示す新たな触媒を開発します。

ることを目 指します。また、二 酸 化

窒素、低リン肥料でもたくさんの収も大きな目標です。

また、都市鉱山として埋没している

篠崎 一雄

CO2

CO2の300倍の温室効果

CO2O2光合成機能強化技術の開発

光合成窒素
N2

資源回収・浄化技術
新触媒

亜酸化窒素
N 2O

CO2,O2資源化技術の開発

触媒による窒素固定法の研究

低肥料で高成長が可能な植物の研究

触媒によるCO2固定・酸化窒素固定

Sc Y Fe Cu Zn

脱窒抑制法の研究
NO還元酵素

代謝物
生物機能と化学との融合

燃料・材料・新素材

N

脱窒

高活性触媒技術

P
肥料

アンモニア
NH3

ハーバー・ボッシュ法を革新し得る
省資源・省エネルギー型のアンモニア合成法

硝酸
HNO3

都市鉱山

希少元素

微生物・コケ植物によるレアメタル蓄積

有用物質
硝酸イオン
ー
NO3

汚染物質

元素の特徴を活かした革新的触媒の研究

ハーバー・ボッシュ法

一酸化窒素
NO

工場排水

汚染土壌

生物機能を活用した資源回収・環境浄化技術の研究