未来社会を支える温暖化対策技術シンポジウム in 関⻄
2024年９⽉19日

カーボンニュートラルに貢献する
バイオものづくり技術の開発
公益財団法人地球環境産業技術研究機構(RITE)
バイオ研究グループ／グループリーダー、主席研究員

乾 将⾏

バイオものづくりが可能となる技術的背景■直近の10年でDNA合成、ゲノム編集等の技術革新による、合成生物学が急速に台頭。
さらに、ゲノム解析、IT・AI技術の進展とあいまって、バイオ×デジタルでの開発競争が激化。
■その結果、⾼度にゲノムがデザインされ、物質生産性を⾼度に⾼めた細胞（＝スマートセル）を利用した、新たな物質生産プロセス（バイオものづくり）を利⽤することが可能となりつつある。
＊合成生物学は、遺伝⼦配列や代謝経路を設計し、生物機能をデザインする学問

スマートセルの創出

生物情報のデータ化・デジタル化① ゲノム解析のコスト低下・時間短縮 「読む」
次世代シーケンサーの登場で一人当たりのヒトゲノム解析は、
コスト・時間︓1億ドル・10 年 → 1000ドル・１日（※2000年と2020年の⽐較）

ゲノムの設計・
代謝経路の Design
最適化

Build

Learn

Test

DBTL
サイクル

② IT・AI技術の進化 「理解する」
ディープラーニング等によりゲノム配列が示す「意味」を解明

AI,IT技術を活用した学習

生物機能のデザイン③ ゲノム編集の技術革新 「操作する」
2020年にノーベル化学賞を受賞した
CRISPR/Cas9などにより、ゲノム編集の難易度が低下

DNA合成・
ゲノム編集による微生物作成製物質作成
効率の評価

物質生産・商⽤化

スマートセル

素材

燃料④ DNA合成コストの低下 「作る」
塩基のブロックから、DNAを合成する技術が進展し、
コスト︓1/1000に低減（※2000年と2020年の⽐較）
引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）から抜粋、作成

有用物質の生産性が大幅に向上した微生物

機能性ポリマーなど
⾼機能材料原料2バイオものづくり 二兎を追えるイノベーション
バイオものづくりは、遺伝⼦技術により微生物が生成する⽬的物質の生産量を増加させたり、新しい物質を生産するテクノロジーであり、海洋汚染、⾷糧・資源不⾜など地球規模での社会的課題の解決と、経済成⻑との両⽴を可能とする、二兎を追える研究分野である。
（新しい資本主義のグランドデザイン及び実⾏計画 (令和４年６月７日)

経 済

社会課題

経済成⻑

地球温暖化

⾷糧危機

資源不⾜

海洋汚染

トレードオフの関係
QOL（クオリティ オブ ライフ）合成生物学(バイオテクノロジー)による 両⽴
二兎を追える イノベーション
引用︓経産省 第16回 産業構造審議会 商務流通情報分科会 バイオ⼩委員会資料（2023年5月12日）を基に作成

3

バイオエコノミー戦略（2024年６⽉３日決定）● バイオテクノロジーやバイオマスを活用するバイオエコノミーは、環境・⾷料・健康等の諸課題の解決、サーキュラーエコノミーと持続可能な経済成⻑の実現を可能にするものとして、投資やルール形成等、グローバルな政策・市場競争が加速。
● 我が国においても、GXやサーキュラーエコノミー、経済安全保障、⾷料安全保障、創薬⼒強化等の議論が進展する中で、バイオものづくりをはじめとした総額１兆円規模の大型予算が措置されるなどバイオエコノミーに対する期待が⾼まっている。
● バイオエコノミー戦略※に基づく取組を推進し、我が国の強みを活⽤してバイオエコノミー市場を拡大し、諸課題の解決と持続可能な経済成⻑の両⽴につなげていく。（※バイオ戦略（2019年策定、最終更新2021.6）を改定し、名称も変更）

バイオエコノミー市場拡大を⽬指した取組の推進 2030年に国内外で100兆円規模
バイオものづくり・バイオ由来製品
バイオものづくり・バイオ由来製品

⼀次生産等（農林⽔産業）
⼀次生産等（農林⽔産業）

バイオ医薬品・再生医療等、ヘルスケア
バイオ医薬品・再生医療等、ヘルスケア

⽬指 各産業のバイオプロセス転換の推進、未利⽤資源の活⽤
す姿 による環境負荷低減やサプライチェーンの強靭性向上

持続可能な⾷料供給産業の活性化、⽊材活⽤大型建築の普及によるCO₂排出削減・花粉症対策への貢献

日本発のバイオ医薬品等のグローバル展開、
医療とヘルスケア産業が連携した健康寿命延伸

技術 ・バイオテクノロジーとAI等デジタルの融合による微生物・細胞設計プラットフォーマーの育成とバイオファウンドリ基盤の整備
開発 ・強みとなりうる⽔素酸化細菌、培養・発酵プロセス等に注⼒・スマート農業に適合した品種の開発・栽培体系の転換、農業者を⽀援する生成AIの開発等、ゲノム情報を活用した新品種の開発等生産⼒向上と持続性を両⽴する
研究開発等
・建築用⽊材(CLT等)や林業機械の技術開発・実証、
ゲノム編集による無花粉スギの開発等

・次世代の医療技術や創薬につながる革新的シーズ創出のための基礎研究と橋渡し機能の強化

・みどりの⾷料システム戦略に基づく環境負荷低減に向けた取組等の推進
・フードテック等先端技術に対する国⺠理解の促進等。
先進技術の海外市場への展開、国際標準等
・⽊材利用の意義や効果の普及啓発

・ヘルスケアサービスの信頼性確保のため、医学界・産業界が連携したオーソライズの仕組みの構築を⽀援

・原料制約の解消に向けた未利⽤バイオマスやCO₂直接利⽤、生産・収集コストの低減、前処理技術 等

市場
環境・バイオ由来製品の市場化に向け、まずは⾼付加価値品の市場化に注⼒。低コスト化・量産等に向けた規制や市場のあり⽅の検討、段階的に汎用品の市場化。
官⺠投資規模を３兆円／年に拡大
・LCA等の評価や製品表⽰、国際標準化等のルール形成、
グリーン購⼊法等を参考にした需要喚起策の検討
・バイオファウンドリ拠点の整備

事業 ・バリューチェーンで求められる人材の育成・確保、周辺産業
環境も含めたサプライチェーンの構築
・省庁連携による規制・ルールの調整、国際議論への対応、
バイオマス活用推進基本計画に基づいたバイオマスの
活用推進

基盤的
施策

・農研機構等において産学官が共同で活⽤できる
インフラの充実・強化。品種の海外流出防⽌に向けた育成 者権管理機関の取組の推進
・大規模技術実証事業等による農林⽔産・⾷品分野の スタートアップの育成
・⽊材活用大型建築の設計者・施⼯者の育成

・生命の発生・再生から⽼化までの「ライフコース」に着⽬した研究等の基礎研究
・若⼿研究者について研究に専念できる環境整備、競争的研究費の充実
・バイオとデジタルの融合、研究のDXを一層加速するためのデータベースの整備やAIを⽤いた統合検索技術等の開発、バイオインフォマティクス人材の育成

引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）から抜粋、作成

・革新的医薬品・医療機器等の開発を進めるための薬価制度等におけるイノベ―ションの適切な評価を検討

・安全保障上の観点も含め、CDMO等製造拠点の国内整備及び現場での製造人材の確保
・日本と諸外国のエコシステムの接続の強化による創薬ベンチャー支援・ヘルスケア産業市場の特異性を踏まえた
スタートアッ プ支援

・分野ごとや分野横断的なデータの連携・利活⽤を⽀える基盤の整備の推進。
AIや量⼦などの異分野の知⾒の活用の推進
・バイオリソースの収集・維持・提供の確実な実施と、中核拠点の充実
・人材・投資を呼び込み、市場に製品・サービスの供給に向けたバイオコミュニティ、
スタートアップエコシステム拠点都市等の産学官⾦が連携した取組の推進

4⾒直しの主なポイント● 2022年度に措置されたバイオものづくりをはじめとする総額１兆円規模の大型予算を活用した取組⽅針など、関係施策について、
バイオエコノミー市場拡大に向けた最新の取組⽅向を整理。
● 戦略の趣旨を明確化するため、戦略の名称を「バイオ戦略」から「バイオエコノミー戦略」へ変更。
● 2030年に⽬指すバイオエコノミーの市場規模について、これまでの92兆円から、海外市場等を⾒込むことで100兆円に。

バイオ戦略（フォローアップ2021.6）

バイオエコノミー戦略（2024.6）①バイオものづくり・バイオ由来製品①⾼機能バイオ素材（軽量性、耐久性、安全性）③持続的一次生産システム

・ 技術的な進展によってバイオで生産できるモノが拡大していること等を踏まえ、これまでの素材・プラスチックに⽌まらない幅広い市場に拡大。
・ バイオものづくり革命推進事業、GI基⾦、GteX等の大型予算を活用した取組⽅針を追加。

➃有機廃棄物 ・ 有機排水処理②持続的⼀次生産システム

統合・拡大②バイオプラスチック（汎用プラスチック代替）⑤生活習慣改善ヘルスケア、デジタルヘルス

・ スマート農業、みどりの⾷料システム戦略に加え、産業界の関心が⾼いフードテックを追加。

③⽊材活⽤大型建築・スマート林業⑥バイオ医薬品 ・ 再生医療 ・細胞治療 ・ 遺伝⼦治療関連産業⑦バイオ生産システム（⼯業・⾷料生産関連（生物機能を利用した生産））⑧バイオ関連分析 ・ 測定 ・ 実験システム⑨⽊材活用大型建築 ・ スマート林業

引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）から抜粋、作成

・ スギ花粉の発生源対策の観点からの取組⽅針を追加。

➃バイオ医薬品・再生医療・細胞治療
・遺伝⼦治療関連産業
・ 次世代医療につなげる革新的な研究開発・融合研究
・ 製造拠点整備の推進や、創薬ベンチャー育成の取組みを追加。

⑤生活習慣改善ヘルスケア、デジタルヘルス
・ ヘルスケア領域への参⼊を促す基盤となるデータ連携の推進、国内スタートアップ⽀援等を追加。

5

バイオものづくり分野のアクションプラン
バイオものづくりのサプライチェーン確⽴・社会実装の早期実現
２つの大規模な予算事業（GI基⾦バイオものづくりPJ、バイオものづくり革命推進事業）を軸に、国内の微生物・細胞設計プラットフォーム事業者と生産事業者を戦略的に育成し、最終製品のサプライヤーとの連携を進める。バイオものづくりのサプライチェーンを確⽴するとともに、既存製品の1.2倍程度のコストを実現し、バイオ
ものづくりの早期の社会実装を⽬指す。経済安全保障の観点での重要技術の優位性確保や国際連携も推進。
••••

微生物・細胞設計プラットフォーム事業者の育成
バイオファウンドリ拠点の整備（培養・発酵等の生産プロセス開発、人材育成）
ルール形成、国際標準化、データ共有（評価・測定⽅法、安全基準、LCA、菌株・データ等）
経済安全保障（重要技術の特定・⾼度化、戦略的な国際・企業間連携等）

バイオ由来製品の市場創出・拡大や原料安定供給に向けた対応
短期的には⾼付加価値領域、中⻑期的に汎用品の市場領域を⾒据えてバイオ由来製品の市場創出・拡大を⽬指す。原料を安価・安定的に供給するための⽅策についても検討。
••••

バイオものづくり分野の産官学連携でのルール形成（GX施策等の活⽤）、政府調達
海外市場を念頭に置いた、LCA等の評価⼿法や認証システム整備・クレジット化、製品表⽰、国際標準化
バイオ由来製品のブランディング、少し⾼くても消費者に選ばれる価値の訴求 等
原料の安定供給に必要な技術開発・ルール形成
6

引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）から抜粋、作成

２つのバイオ基⾦における取組みについて●CO2を原料とするバイオものづくりの技術開発・実証を⾏う「GI基⾦（バイオPJ︓1,767億円）」、
⾷品残渣や廃⽊材等の未利⽤資源を原料とするバイオものづくりの社会実証を⽬指す「バイオものづくり革命推進基⾦（3,000億円）」を実施中。
●物質生産を⾼度化する微生物（スマートセル）を開発・設計する国内のプラットフォーム（PF）事業者
及びバイオ由来製品を量産する事業者を戦略的に推進。バイオものづくりのバリューチェーンを俯瞰した
技術開発及び実証を進めることで、バイオ原料や製品の早期の社会実装を⽬指す。

バイオものづくりのサプライチェーン確⽴・社会実装
事業会社
微生物・細胞設計プラットフォーム事業者の育成
素材・化学企業

物質製造
⾼機能素材 繊維
基礎化学品

燃料

⾷品

エネルギー企業
⾷品企業 等①GI基⾦（1,767億円）

2022年決定
採択済

水素酸化細菌などCO2を原料とする
バイオものづくりの技術開発・実証例）

CO2

2023年決定②バイオものづくり革命推進事業（3,000億円、基⾦） 二次採択済
バイオものづくりで廃棄⾐料や⾷品残渣等を循環。
社会課題解決と競争⼒強化に向けた技術開発を両輪で推進

微生物例） ⾷品残渣

コリネ菌

⾹料、⾼機能繊維
プラスチック 燃料

合成ゴム

建築廃材・パルプ

酵⺟

エタノール（SAF等）

7
引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）を基に作成

グリーンイノベーション基⾦（バイオPJ）●予算額1,767億円に対して、計6件・国費負担総額1,806億円を採択（令和５年３⽉）。
●CO2を原料として、バイオプラスチック原料等、様々な化学品等を生産する。
＜採択全体像＞

案件１

案件２

案件３

案件４

カネカ

双日

ちとせ

NITE
CO2固定微生物のライブラリ、
データベース構築※①微生物・細胞設計プラットフォーム※一部菌体は東レ・ダイセルが対応。

案件５②大量培養・発酵生産（受託製造事業者を含む）

案件６

積水化学

生産型バイオファウンドリー

③最終製品
事業会社
（素材、燃料、⾷品等）

・

海洋生分解性プラ

引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）を基に作成

塗料、
バイオプラスチック
原料等

SAF、プラスチック、
⾷料等

アミノ酸

エレクトロニクス用接着剤原料 等8

バイオものづくり革命推進事業
第⼀回公募の結果概要●第一回公募では、 国費負担総額1,454億円（事業総額2,424億円）の提案があり、審査の結果、６テーマ・297億円（事業規模624億円）を採択。
●⾷品残渣や廃⽊材、廃⾷油等から⾼付加価値品、汎用品の生産に向けた取組みを開始。

未利⽤資源
微生物・細胞
設計プラットフォーム

大量培養・
発酵生産

RITE

大王製紙

大興製紙

東洋紡

ファーマフーズ

⾷品残渣

古紙パルプ、
ペーパースラッジ

建築廃材

廃⾷油

卵殻膜
藤森⼯業

【京都府⽊津川市】【兵庫県神⼾市中央区】【東京都新宿区】【静岡県富士市】【東京都大田区】【東京都文京区】【大阪府大阪市北区】【京都府京都市⻄京区】【愛媛県四国中央市】【東京都文京区】【東京都千代田区】【京都府京都市中京区】

最終製品関連産業

最終製品

⾹料メーカー
繊維メーカー

石油元売事業者
化学メーカー・バイオ由来⾹料
・⾼機能繊維原料・エタノール（SAF）
・アミノ酸（日用品）・バイオプラスチック

石油元売事業者
化学メーカー

海外農家、飼料製造業者等

アパレル・電⼦材料メーカー、農家

・エタノール（SAF） 等

・農業用展着材
・飼料配合剤 等

・タンパク質繊維
・電⼦キャパシタ材料 ・細胞性⾷品(牛肉)・バイオスティミュラント

⾷品メーカー
レストランチェーン

9
引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）を基に作成

バイオものづくりの原料安定供給に向けた検討
 我が国のバイオものづくりの実用化に向けた大きな課題の１つは安価かつ安定的な原料の確保。既存のバイオマス資源に加え、今後、⾷料安全保障の制約を受けない⾮可⾷バイオマスやCO2の直接利⽤、廃棄物等を原料とするバイオものづくりを追求する。
 既に基⾦事業を活用し技術開発には着⼿。合わせて、原料に関する環境価値の認証・規格化や原料調達に係る環境影響の評価⼿法、関税等の規制など、バイオものづくりの原料安定供給を実現するための制度⾯での検討も必要。

CO2

10
引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）を基に作成

バイオ基⾦による微生物・細胞設計プラットフォーム事業者の支援●２つの基⾦事業を通じて、日本国内で以下のような微生物・細胞設計プラットフォーム技術の開発・実証を進め、事業者の競争⼒強化を図る。
・ ⽔素酸化細菌等のCO2資化できる微生物の遺伝⼦改変等を通じたものづくり基盤の提供（バッカス・バイオイノベーション、Green Earth Institute）
・ 微細藻類の⾮遺伝⼦組換えゲノム編集等を通じたものづくり基盤の提供（ちとせ研究所）
・ CO2固定微生物及びデータベースの提供（NITE）
・ コリネ菌等の遺伝⼦改変等を通じた未利用資源からのアップサイクルものづくり基盤の提供（RITE、Green Earth Institute）●まずは、事業を通じてそれぞれの宿主のデータを蓄積しながら、様々な企業との連携を進めていく。

微生物・細胞設計プラットフォーム
微生物・細胞
設計プラットフォーム

CO2利⽤

ゲノムデータマイニング
プラットフォーム
ゲノムデータマイニングによる、 ⽬的
遺伝⼦や酵素情報の検索（周辺要素技術を含む。）※2024年2⽉時点の基⾦事業採択案件を元に整理したもの。

未利⽤資源

生物資源データ プ
ラットフォーム

11
引用︓経済産業省 バイオ政策のアクションプラン（2024年8月）を基に作成

RITE バイオ研究グループのコア技術
原料
⾮可⾷
バイオマス

遺伝⼦組換え技術
スマートセル創製技術（人⼯代謝経路設計）

ゲノム
編集技術

農産廃棄物

バイオプロセス
RITE Bioprocess

反応槽に微生物を⾼密度充填し反応

工学的生産⼿法

適応分野
バイオ燃料

（膜透過液）菌はJar〜菌体分離膜を循環

ジェット燃料

ガソリン添加剤

菌体分離膜
H2

未利⽤
⾷品廃棄物等

みかん
脱汁液

古紙

混合糖完全同時利⽤可

コリネ型
細菌

Jar fermenter

合成吸着樹脂
充填カラム

発酵阻害
物質耐性

グリーン化学品

P

ポリマー原料

⾹料原料

医薬品原料

化粧品原料

繊維原料

飼料添加剤

塗料原料

接着剤原料

焼酎粕

酵素機能
改変技術

・ 連続反応システム
⾼生産性

ふすま

ミューテーター技術(進化の加速）コーヒーかす・ スマートセル創製技術(NEDOスマートセルPJ)

CO2直接利⽤・ 酵素機能改変技術（農研機構 SIP PJ)

・ ゲノム編集技術
・ ミューテーター技術

AI制御

並列化

RITEバイオプロセス＊・ 発酵阻害物質耐性

実証・ 混合糖完全同時利用可
・ 増殖阻害物質(芳⾹族化合物、ｱﾙｺｰﾙ等)に対する⾼耐性・ AI制御バイオプロセス（NEDOものづくりPJ)＊RITEバイオプロセスはRITEの登録商標です。

生分解
ﾌﾟﾗｽﾁｯｸ原料

12

国家プロジェクト
NEDO バイオものづくり革命推進事業

NEDO グリーンイノベーション基⾦

知識・機能・生産設備を集約して世界唯一のバイオ生産技術開発拠点を構築

CO2を原料としたエポキシ樹脂原料の生産技術の開発
CO資化菌による物質生産技術

拠点整備

培養技術
のDX

未利用原料対応代謝設計
糖利用能向上設計

⾼速オミクス解析
⾼速生産株構築システム

NEDO ムーンショットプロジェクト
タイヤ摩耗粉 プラゴミ

非可⾷バイオマスを原料とした海洋分解可能なマルチロック型
バイオポリマーの研究開発

漁網

NEDO ものづくりプロジェクト
芳⾹族化合物生産技術の開発

繊維くず

JST COI-NEXT
バイオ燃料生産技術の開発

⾼毒性の芳⾹族化合物の⾼生産技術AI制御

NEDO ものづくり実証プロジェクト■抗酸化物質の生産技術の開発■⾹料原料の生産技術の開発

NEDO︔国⽴研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
JST︔国⽴研究開発法人科学技術振興機構

13

COI-NEXT＊COI-NEXT

カーボンネガティブの限界に挑戦する炭素耕作拠点
炭素耕作によるカーボンネガティブ社会の実現
炭素耕作型農林業の確⽴

CO2 吸収⾷料
炭素耕作による
燃料生産技術の確⽴

燃料

東京農⼯大学、琉球大学、
海洋研究開発機構、森林総合研究所、農研機構

炭素耕作による
材料開発技術の確⽴

炭素耕作を受容する社会の実現

H2
CO2

材料
再吸収

地球環境産業技術研究機（RITE）
弘前大学、東京農⼯大学
⻘森県つがる市、⻘森県大鰐町

早稲田大学、日本⼯学アカデミー、⽴命館大学、総合
地球環境学研究所、東京家政学院大学、東京農⼯大学

CO2

貯蔵

東京農⼯大学、弘前大学
⻑岡技術科学大学、
産業技術総合研究所、森林総合研究所

炭素耕作で生成する温室効果ガス
削減と廃棄物処理技術の確⽴

メタン

窒素、リン

廃棄物

カーボンネガティブ
炭素耕作産業の創成

東京農⼯大学、産業技術総合研究所■大学等︓東京農⼯大学、弘前大学、⻑岡技術科学大学、早稲田大学、日本⼯学アカデミー、⽴命館大学、東京家政学院大学、産業技術総合研究所、森林総合研究所、
琉球大学、北陸先端科学技術大学院大学、東京⼯業大学、地球環境産業技術研究機構（RITE）、海洋研究開発機構、農業・⾷品産業技術総合研究機構、総合地球環
境学研究所 ■企業等︓AGC、NEWGREEN、イオン、イオンアグリ創造、イオン環境財団、イオン琉球、エフピコ、エンバイオ・エンジニアリング、草野産業、ジャパンインベストメントア
ドバイザー、スマートアグリ・リレーションズ、ライケット、星砂 大浜農園、三菱ケミカル、四国計測⼯業、太平洋セメント、大陽日酸、津軽バイオマスエナジー、日本バイオデータ、⾼嶺酒造所、⻘森県つがる市⻘森県南津軽郡大鰐町、福島県双葉郡広野町

14

＊COI-NEXT

炭素耕作による燃料生産技術の確⽴

カーボンニュートラル
副生CO2
の利⽤

CO2

CO2
農工大

弘前大

藻類光合成

植物光合成
による
CO2固定

農工大

熱分解
バイオ変換
糖
化

バイオ燃料地産地消

改質

液体燃料
アルコール
オイル

農工大

⽔蒸気改質

RITE

バイオ変換

糖

⾮可⾷バイオマス(農産廃棄物など)
弘前大

ガス化■多様なバイオマス変換技術の一体的開発
技術融合・技術革新(農業用機械・設備など)

⽔素化改質
農工大

H2

燃料電池
多様な要素技術の開発
 地域/原料に合わせたベストミックス

・電⼒分野
・モビリティー
・熱・産業プロセス

広域展開※中⻑期︓CO2フリー⽔素生産プロセス※短中期︓液体燃料SAF生産プロセス

東南アジアとの連携による技術実証データに基づき、経済性・環境性・社会受容性を定量的に評価し、社会実装の実現性が⾼いシステムを選抜する。

家庭用／産業用
燃料電池

水素ステーション⇒燃料電池⾃動⾞

15

市場分類
エンプラ
プロトカテク酸

・家電製品の部品や⾞載部品等の機構部分に多用

COOH

OH
HO

COOH

OH

4-ヒドロキシ安息⾹酸

H2N

COOH

CH3
O

COOH

OH
HO

フェルラ酸

p-アミノ安息⾹酸

フェノール
OH
OH

カテコール

OH

2-フェニルエタノール

シキミ酸
O

OH

⾹料・化粧品・⾼付加価値、
⾼価格
・市場拡大傾向

医薬原料
・⾼付加価値・ニッチだが、
⼿堅い

HO

OH
OH

16

RITEの競争⼒（競合研究との生産濃度⽐較）
４-アミノ
安息⾹酸

シキミ酸
(g/L)

156

(g/L)

52

４-ヒドロキシ
安息⾹酸
(g/L)

110

プロトカテク酸(g/L)

120

RITEが最も⾼い生産実績 World's highest productivity
85

41
43

4.8

6.4
6

19

11

17

パイロットプラントで生産試験
開発品
O

O

OH

O

OH

OH

OH

フェノール

OH
OH

HO

OH
OH

OH

プロトカテク酸

シキミ酸

４-HBA

18

増殖阻害物質の⾼生産技術開発の戦略
⾮可⾷バイオマス由来
糖化液の利⽤に必須な技術を唯⼀保有

スマートセル技術の導入による
更なる生産性向上

増殖⾮依存型バイオプロセス（RITE Bioprocess）「増殖⾮依存型バイオプロセス」+ 「⾼耐性コリネ型細菌の利⽤」
により、増殖阻害物質の⾼生産を実現

混合糖完全同時利⽤
発酵阻害物質耐性

⾮可⾷
バイオマス

前処理
糖化

混合糖
(C6,C5糖)増殖阻害物質・ 芳⾹族化合物(フェノール等)
・ アルコール(ブタノール等)

工学的⼿法(膜リアクター等)とミューテーターによる生産物耐性株の取得による⾼生産の実現19

＊ものづくりカテコール⽤途
⾹料原料
バニリン

カテコール

ヘリオトロピン

農薬原料
カルボフラン
フェノール

特にバイオ由来⾹料に⾼い需要がある

20

＊ものづくりカテコール生産
スマートセル育種技術

工学的プロセス技術（二段階反応の例）
脱炭酸酵素の⾼発現株（strain-2）■代謝経路設計■配列設計■ターゲットプロテオーム■輸送体探索■文献情報からの改変提案 など

前駆体生産株（strain-1）

Step１
前駆体生産

Step２
脱炭酸反応

化合物毒性耐性に優れたコリネ型細菌を宿主として、
スマートセル育種技術と工学的プロセス技術の組み合わせにより細胞毒性が極めて強いカテコールの飛躍的な⾼生産を実現
21

＊ものづくりカテコール生産
Glc

Glc

PEP
Pyr

Glc

G6P

Ribu5P

F6P

Xylu5P

R5P

GAP

S7P

GAP
BPG

lactate

E4P

PEP

ldhA

F6P

aroG
Pyruvate

DAHP

Acetyl-CoA

3-Dehydro
shikimate
aroE

qsuB

ubiDX

Protocatechuate

ShikimatearoK
Shikimate-3P
aroA

CatecholpobA

66 g/L

Enolpyruvylshikimate-3-phosphate

TCA

Relative catechol conc

DAHP
aroB
Dehydroquinate
qsuC

aroC
ubiC
Chorismate

4-Hydroxy
benzoate

世界最⾼値

×500
×320

0

過去
文献値

×1

生産技術を順次積み重ねることにより66 g/Lのカテコール生産を達成

22

＊ものづくりカテコールの生産性⽐較

遺伝⼦構成

⼿法

生産濃度

グループ、報告例

Escherichia coli

フラスコ

2.0 g/L

Draths KM and Frost JW,
JACS, 1995.

Escherichia coli

ジャーファーメンター

4.2 g/LLi W et. al, JACS, 2005.

Escherichia coli

ジャーファーメンター
樹脂吸着8.5 g/LLi W et. al, JACS, 2005.

Escherichia coli

フラスコ
Batch

0.4 g/L

Balderas-Hernández VE et. al.,Microb. Cell Fact., 2014.

Escherichia coli

ジャーファーメンター
Fed-batch

4.5 g/L

3 Balderas-Hernández VE et. al.,Microb. Cell Fact., 2014.

Corynebacterium
glutamicum

ジャーファーメンター
２段

66 g/L

RITE バイオ研究グループ

最も⾼い生産濃度を達成
23

＊ムーンショット

ムーンショット型研究開発事業

非可⾷性バイオマスを原料とした海洋分解可能なマルチロック型バイオポリマーの研究開発
複数の環境刺激

タイヤ摩耗粉プラスチックオンデマンド分解

漁網・釣具

誤って環境拡散

マルチロック型
プラスチック
タイヤ
漁網・釣具

塩

モノマー

使⽤中は⾼い耐久性

強靭性

アカデミアとの連携でトレードオフを打破

酸化還元

バイオプロセス

重合
成型加工

⽬標

微生物 酵素

CO2

⾮可⾷性
バイオマス

光合成

H2O

バイオモノマーの⾼生産

マルチロック機構

現状

トレードオフ
海洋分解性24

＊ムーンショット

⾮可⾷性バイオマス原料からアジピン酸
前駆体であるcis,cis-ムコン酸のバイオ生産■ ポリアミドやポリエステル（漁網・釣具、繊維などの用途）向け原料モノマー、アジピン酸の前駆体となる
cis、cis-ムコン酸のバイオ生産に成功。
■ アジピン酸生成酵素について様々な遺伝⼦を探索中。

グルコース
キシロース
アラビノースバイオ
変換

３-デヒドロシキミ酸

⾮可⾷バイオマス
由来の混合糖3-Dehydroshikimate
dehydratase

250 mL
反応スケール82.1 g/L, 48 h

ムコン酸濃度 (g/L)

アジピン酸の人工代謝経路

前駆体cis,cis-ムコン酸の生産

分解経路の削除

反応時間 (h)プロトカテク酸
Protocatechuate
decarboxylase（別種生物由来の遺伝⼦を導入）

アジピン酸生成酵素の探索
Strain A
Strain B
Strain C

カテコール

Strain D

Reductase など（別種生物由来の遺伝⼦を導入）

Strain E
分解経路の削除

アジピン酸

化学
変換

cis, cis-ムコン酸

Strain F
0

0.5

1.0

1.5

2.0

生成したアジピン酸

2.5

3.0

3.5

25

＊ムーンショット

cis, cis-ムコン酸の生産性⽐較と広い⽤途

宿主
Escherichia coli 1)
Escherichia coli 2)

生産量64.5 g/L
36.8 g/L

時間
120 h
48 h

Choi et al., 2019. (インハ大、韓国)

22

g/L

104 h

Bentley et al., 2020. (国⽴再生可能エネルギー研究所、アメリカ)

Corynebacterium glutamicum 4)

54

g/L

168 h

Choi et al., 2018. (インハ大、韓国)

Corynebacterium glutamicum

82.1 g/L

48 h

RITE

Pseudomonas putida

3)

Niu et al., 2002. (ミシガン州⽴大、アメリカ)

1) Front Bioeng Biotechnol. 9;7:241. 2019.
2) Biotechnol Prog. 18(2):201-211. 2002.
3) Metab Eng. 59:64-75. 2020.
4) Scientific Reports, 8:18041. 2018.

HO

O

O

OH
O

Terephthalic acid

O

ナ
イ
ロ
ン
な
ど
の
原
料

研究グループ

HO
OH

O

化学変換

CaprolactoneO

3-Hexenedioic acid
OH
O
O

化学変換

化学変換

HO

O

HO

Muconic acid
(Bio-based)

HN

Caprolactam

H 2N

Hexamethylenediamine

OHO

前駆体であるムコン酸自体も極めて有⽤な化合物
化学変換

NH2

O

2-Hexenedioic acid

OH
HO

O

ポ
リ
エ
ス
テ
ル
な
ど
の
原
料

1,6-Hexanediol

HO
OH
O

Adipic acid26

＊ムーンショット

米国ARPA-Eとの国際連携

ARPA-E︓Advanced Research Projects Agency-Energy（エネルギー⾼等研究計画局）、DOEプログラム部局
⾮⾷糧
バイオマス

遺伝⼦組換え技術
スマートセル創製技術（人⼯代謝経路の設計）

ゲノム
編集技術

バイオプロセス
RITE バイオプロセス(Growth-arrested bioprocesses)

適⽤分野
バイオ燃料
ジェット燃料ARPA-E

混合糖同時利⽤

最も有望な海藻の前駆体分⼦を特定米国の研究実施機関を選定

2025年４月

NEDO主催ワークショップを開催
研究成果発表とフェーズ２に向けた開発⽬標設定を⾏う

水素

発酵阻害物質耐性

グリーンケミカルズ
大型海藻（新）〜2024年12月

ガソリン添加物

⾼密度セル反応

農産廃棄物

ARPA-E/NEDOバイオプラスチックス共同研究 フェイズ１(2024年６⽉〜2025年４⽉︓９ヶ⽉）

ポリマー

医薬品

⾹料

ARPA-E/NEDOバイオプラスチックス共同研究 フェイズ２(2025年４⽉〜2026年12⽉︓21ヶ⽉）〜2025年12月

ターゲットとなる海藻前駆体分⼦を評価し供給原料としての可能性を確認する〜2026年6月

前駆体分⼦を抽出・精製する処理能⼒を
kgレベルまでスケールアップする

化粧品

みかん脱汁液酵素の
⾼機能化技術

繊維

⾼生産性

⾷品添加物

焼酎かす

古紙

ミューテーター技術(実験室進化の加速）

Growth-arrested
bioprocesses

塗料

商用化に向け、財務コスト、産業競争⼒、
炭素排出インパクト等の評価を⾏う

接着剤〜2026年12月

国際標準に照らし各種特性を確⽴する

2026年12月

ARPA-E主催ワークショップを開催
成果発表とともに、スケールアップ機会とロジスティックスについての合意を確⽴■ 発酵阻害物質耐性■ 混合糖の同時利用が可能

ふすま■ 増殖阻害物質に対する⾼い耐性(芳⾹族化合物、アルコール等)

生分解性
プラスチック

2023年10⽉３日 NEDOとARPA-Eの間でMOUを締結、両国間で技術の重複無し（両国間で技術の重複無し、ムーンショットに限らないMOUであり、広くNEDOとARPA-Eとで情報交換、連携が可能）27

＊ムーンショット

米国ARPA-Eとの国際連携

ARPA-E（US）
大型藻類

NEDO（MS, Japan）

単糖類 や マンニトール

マンニトールなど

ムコン酸

単糖、
糖アルコールなど

⾮可⾷
バイオマス
多糖類や
マンニトールの抽出

Macroalgae

酵素や化学処理プラスチック⽤
モノマー
スマートセル（遺伝⼦組換え体）

バイオ
プロセス

⾼付加価値
プラスチック

精製

スケールアップ検討

D-mannitol

アルギン酸
ラミナリン
フコイダン

⾼付加価値プラスチック

DEH*
グルコース
フコース

*DEH; 4-deoxy-L-erythro-5-hexoseulose uronic acid

Development of multi-lock biopolymers degradable in ocean■ 最も有望な前駆体分⼦として、大型藻類由来の構成単糖の中からマンニトールを選定■ マンニトールからバイオ生産する標的化合物として、cis,cis-ムコン酸を選定＜将来展開＞
大型藻類由来の様々な原料
様々なプラスチック向けモノマーをバイオ生産
様々な⾼付加価値製品
28

＊GI基⾦NEDO グリーンイノベーション基⾦事業
ごみ燃焼ガスCO2から⾼機能接着剤製造

積⽔化学工業

筑波大学（幹事企業）（再委託先）

RITE

広島大学（共同提案者）（再委託先）

29

＊GI基⾦プロセスフローと役割分担

30

＊GI基⾦

実施スケジュール

今後の展開
積⽔化学工業株式会社のサプライチェーンを活かして、CO2由来の接着剤の早期上市を⽬指していく

31

＊GI基⾦RITE本部(⽊津川市)

バイオものづくり実験棟■ガス発酵拠点（ガス原料から⾼付加価値品のバイオものづくり）■遺伝⼦組換え菌の作製、生産条件最適化
バイオものづくり実験棟

J&S棟

駐⾞場

＜ 2024年10⽉末完成予定 ＞

32

＊ものづくり革命

NEDO バイオものづくり革命推進事業

RITE

早稲⽥大学、⾼砂⾹料工業株式会社、
医薬基盤・健康・栄養研究所、
大阪大学、産業技術総合研究所

バイオものづくり
プラットフォーム技術開発

⾼砂⾹料工業株式会社

バイオ⾹料素材生産技術開発

帝人株式会社バイオ⾼機能繊維原料生産技術開発３機関がそれぞれ得意分野でバイオものづくり関連事業を展開
33

＊ものづくり革命

NEDO バイオものづくり革命推進事業

事業イメージ

未利⽤資源から生産困難バイオ製品へのバイオアップサイクリング技術を確⽴⇒ 日本のバイオものづくり産業の発展と持続可能な社会づくりに貢献
未利⽤資源

プラットフォーム

⾷品残渣などデジタル・ロボティクス技術を活⽤した
産業⽤微生物の開発拠点確⽴⇒ プラットフォーマーとしての社会貢献活動

大量培養・発酵生産

最終製品
・ バイオ由来⾹料
・ ⾼機能繊維原料⇒ 事業展開による
社会貢献活動バイオアップサイクリング
未利⽤資源に含まれる多種糖（従来は効率的利用が困難）

コリネ菌を活⽤した有⽤物質変換

⾼付加価値化合物
従来は細胞毒性によりバイオ生産が困難

34

＊ものづくり革命

未利⽤資源を利⽤したバイオものづくり製品の社会実装における２つの技術課題

入口の課題

出口の課題

未利⽤資源由来原料に含まれる糖源の利⽤効率が低い
未利用原料: キシロース、フルクトース、スクロース、その他をグルコース以上に含む。発酵阻害物質を含む。
他グループの従来型生産菌

RITEの現状の生産菌

未利用原料は複数糖を含有

RITEのコリネ菌は３種の混合糖を同時利用可能

生産可能な物質の種類が少ない
様々な化学品が生産ターゲットとして望まれる。
→ 微生物に毒性を示すためごく一部に限定。
他グループの従来型生産菌

RITEの現状の生産菌

コリネ菌は他の⼯業微生物の中で最も芳⾹族化合物に耐性が⾼い
大腸菌

コリネ菌

グルコース
キシロース
アラビノース

スクロース

フルクトース

グルコース

毒性耐性の定量⽐較結果

組成例

効率良く利用できる糖は、グルコースに限定

混合糖同時利⽤能付与技術
発酵阻害物質耐性

耐性が低く、代謝設計はできても⾼生産ができない

毒性の強い芳⾹族
化合物の世界最⾼濃度生産実績

・ 2つの課題を解決しない限り、
真に有⽤な生産菌の育種と、それを利⽤した事業化は不可能。
・ RITEの生産菌は、現時点で優位。
本事業でこの優位性をさらに⾼め、世界唯⼀の能⼒を獲得。

35

＊ものづくり革命

NEDO バイオものづくり革命推進事業︓
⽬指す技術
本事業終了後に完成する
RITE-PFの生産菌

未利⽤資源
由来原料
利⽤能⼒

RITEの
従来の生産菌

グルコース以外の糖の利用効率が低い■3種混合糖 ■毒性の強いを同時利用
芳⾹族化合物
可能の生産実績

既存プラットフォーム群■原料に含まれる ■これまで不可能だった糖種を選ばずに⾹料原料など毒性の利用可能強い物質も生産可能

RITEの技術をベースに、本事業で開発する技術を投入して⾼機能コリネ菌を開発

⾹料素材や⽯化代替品は微生物に毒性を示すため生産できない

毒性を⽰す物質の生産能⼒

競合他社は真似できない技術的競争⼒を本事業で確保する

36

＊ものづくり革命

NEDO バイオものづくり革命推進事業
菌株開発プラットフォームを整備

あらゆる未利用資源から、あらゆる有用化学品を生産する技術を短期間で確⽴可能

世界でも類を⾒ない
RITEプラットフォームだけの能⼒

知識・機能・生産設備を集約して世界唯⼀のプラットフォームを構築

拠点整備

未利用原料対応代謝設計
糖利用能向上設計

⾼速オミクス解析
⾼速生産株構築システム

培養技術のDX
37

RITE
バイオものづくりプラットフォーム拠点＊ものづくり革命

至 京都

新祝園駅

拠点構想

⽊津川台駅

RITE
山田川駅

RITEから⾞で10分の⽴地

建設
予定地
⾼の原駅
至 奈良

開発を⾼効率に⾏うためのデータベース、情報解析システム、自動化システムなどを集約した専⽤研究拠点の構築＜ 2025年稼働予定 ＞

38

RITE バイオ研究グループ↑ RITE
バイオ研究グループメンバー←
奈良先端科学技術大学院大学
教育連携研究室
微生物分⼦機能学（乾研究室）メンバー
39

ご清聴ありがとうございました

公益財団法人地球環境産業技術研究機構（RITE）
バイオ研究グループ〒619-0292 京都府⽊津川市⽊津川台9-2
TEL︓0774-75-2308
FAX︓0774-75-2321
代表E-mail︓mmg-lab@rite.or.jp40