JP6222643B2 - New strain of the genus Botryococcus brownie - Google Patents

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本発明は、直鎖飽和型の炭化水素を産生する、ボトリオコッカス・ブラウニー(Botryococcus braunii)に属する新規株に関する。   The present invention relates to a novel strain belonging to Botryococcus braunii that produces linear saturated hydrocarbons.

近年、地球温暖化対策として大気中の二酸化炭素削減技術の開発が盛んに進められている。また、化石燃料枯渇に対する危機感から、再生可能なエネルギーの開発も進められている。再生可能エネルギーには太陽光発電、風力発電が実用化されているが、光エネルギーにより水と二酸化炭素を炭化水素に変換する光合成生物の利用も関心が集まっている。   In recent years, technology for reducing carbon dioxide in the atmosphere has been actively developed as a countermeasure against global warming. In addition, the development of renewable energy is being promoted because of a sense of crisis against the fossil fuel depletion. Photovoltaic power generation and wind power generation have been put to practical use as renewable energies, but the use of photosynthetic organisms that convert water and carbon dioxide into hydrocarbons by light energy is also attracting attention.

エネルギー資源として注目されている光合成生物として藻類が挙げられ、中でも緑藻類及び珪藻類が注目されている。通常の緑藻類は、その構成成分中の15〜17%が脂質であり、この脂質は、大きく中性脂質(30%)、糖脂質(37%)、リン脂質(26%)及び脂肪酸を含まない脂質(7%)に分けられる。   Algae are mentioned as photosynthetic organisms that are attracting attention as energy resources, among which green algae and diatoms are attracting attention. Ordinary green algae are composed of 15-17% lipids in their constituents, which are largely free of neutral lipids (30%), glycolipids (37%), phospholipids (26%) and fatty acids. Divided into lipids (7%).

特に近年、オイル生産緑藻として注目を集めているのが、ボトリオコッカス・ブラウニー(Botryococcus braunii)である。このボトリオコッカス・ブラウニーが産生する脂質の主成分は炭素と水素からなる炭化水素であり、細胞内及び細胞外に直鎖アルケンやトリテルペン等の炭化水素を蓄積することが知られている。   In recent years, Botryococcus braunii has attracted attention as an oil-producing green algae. The main component of the lipid produced by Botryococcus brownie is a hydrocarbon composed of carbon and hydrogen, and is known to accumulate hydrocarbons such as linear alkenes and triterpenes inside and outside the cell.

産生する炭化水素の構造上の特徴を基に、ボトリオコッカス・ブラウニーはレース−A、レース−B及びレース−Lの3つに分類される。レース−Aは、25〜31個の奇数の炭素数を有し、直鎖で、分子内に2又は3個の二重結合を有する炭化水素を産生する群、レース−Bは、Cn2n-10(n=30〜37)で表されるトリテルペン構造を有する炭化水素を産生する群、レース−Lは、テトラテルペンのリコパジエン(lycopadiene)(C4078)構造を有する炭化水素を産生する群、と定義される。 Based on the structural characteristics of the hydrocarbons produced, Botryococcus brownies are classified into three types: Race-A, Race-B, and Race-L. Race-A is a group that produces hydrocarbons having an odd number of carbon atoms of 25-31, linear, and having 2 or 3 double bonds in the molecule, Race-B is C n H A group producing a hydrocarbon having a triterpene structure represented by 2n-10 (n = 30 to 37), Race-L produces a hydrocarbon having a tetraterpene lycopadiene (C 40 H 78 ) structure. Group.

各々の群に属するボトリオコッカス・ブラウニーの炭化水素含有量については、既報の文献を参照できる。レース−Aでは、株によって変動があり、0.4〜61.0%(乾燥藻体重量に対する炭化水素の重量)の範囲であると報告されている(非特許文献1)。レース−Bでは、重量当たり、30〜40%の炭化水素を産生するものが多いが、9%程度しか産生しない株も報告されている(非特許文献2)。レース−Lでは、インドの株で0.1%、タイの株で8.0%と報告されており(非特許文献3)、レース−Bと比較すると少ないことがわかっている。また、これらの炭化水素の組成は様々な炭素鎖長及び/又は構造を有するものの混合物である。   For the hydrocarbon content of Botryococcus brownies belonging to each group, reference can be made to published literature. Race-A varies depending on the strain and is reported to be in the range of 0.4 to 61.0% (weight of hydrocarbon relative to dry alga body weight) (Non-patent Document 1). In Race-B, many produce 30-40% hydrocarbons per weight, but strains producing only about 9% have also been reported (Non-patent Document 2). Race-L is reported to be 0.1% for Indian stocks and 8.0% for Thai stocks (Non-Patent Document 3), which is known to be less than Race-B. The composition of these hydrocarbons is a mixture of those having various carbon chain lengths and / or structures.

これらの炭化水素は、二重結合を有する場合がほとんどであるが、二重結合は不安定で、酸化され易い。例えば、一般的にボトリオコッカスが産生する炭化水素の二重結合が酸化されるとエポキサイドになり、これも酸化されるとジオールになる。この過程で、近傍に別のエポキサイドがあれば、重合してエーテル架橋が形成され、もう一方はアルコール又はラジカル炭素になる。また、エポキサイドに水が付加すればアルコールになり、さらに別のエポキサイドが村債すれば、ここでもエーテル架橋が形成され、高分子化が起きる。   Most of these hydrocarbons have a double bond, but the double bond is unstable and easily oxidized. For example, when a hydrocarbon double bond generally produced by Botryococcus is oxidized, it becomes an epoxide, and when it is also oxidized, it becomes a diol. In this process, if there is another epoxide in the vicinity, it polymerizes to form an ether bridge, and the other becomes alcohol or radical carbon. Moreover, if water is added to the epoxide, it becomes alcohol, and if another epoxide is bonded to the village bond, an ether bridge is also formed here, and polymerization occurs.

一方、二重結合を含む炭化水素は、石油などと比較した場合、クラッキングの際の温度を高く設定する必要がある。これは、工業的なコストやエネルギー消費の観点から好ましくない。   On the other hand, hydrocarbons containing double bonds need to be set at a higher temperature during cracking when compared with petroleum or the like. This is not preferable from the viewpoint of industrial cost and energy consumption.

これまで、飽和型の炭化水素を産生する生物としては、原核生物のラン藻類が報告されている(特許文献2)。この研究においては、飽和型の炭化水素を産生するメカニズムを制御すると考えられる遺伝子が注目される。しかしながら、一般的に大量培養の系が確立されているのは真核性の藻類が多く、前記研究で報告された原核生物の遺伝子が、そのまま真核生物の藻類に適用されるか否かは不明である。   So far, prokaryotic cyanobacteria have been reported as organisms producing saturated hydrocarbons (Patent Document 2). In this research, attention is paid to genes that are thought to control the mechanism of producing saturated hydrocarbons. However, there are many eukaryotic algae whose mass culture systems are generally established, and whether or not the prokaryotic genes reported in the above research are applied to eukaryotic algae as they are. It is unknown.

したがって、真核生物の藻類で飽和型の炭化水素を産生するものが存在すれば、産生メカニズムや産生を制御する遺伝子系の研究の発展が期待される。   Therefore, if there are eukaryotic algae that produce saturated hydrocarbons, research on production mechanisms and gene systems that control production is expected.

特開平9−9953号公報JP-A-9-9953 WO2009140695A1WO2009140695A1

Metzger, P., Berkaloff, C., Coute, A., Casadevall, E.(1985) Alakdiene- and botryococcene- producing Races of wild strains of Botryococcus braunii. Phytochemistry 24, 2305-2312.Metzger, P., Berkaloff, C., Coute, A., Casadevall, E. (1985) Alakdiene- and botryococcene- producing Races of wild strains of Botryococcus braunii.Phytochemistry 24, 2305-2312. Okada, S., Murakami, M., Yamaguchi, K.(1995) Hydrocarbon composition of newly isolated strains of green alga Botryococcus braunii. J. Appl. Phycol.7, 555-559.Okada, S., Murakami, M., Yamaguchi, K. (1995) Hydrocarbon composition of newly isolated strains of green alga Botryococcus braunii. J. Appl. Phycol. 7, 555-559. Metzger, P., Pouet, Y., Summons, S.(1997) Chemotaxonomic evidence for similarity between Botryococcus braunii L Race and Botryococcus neglectus. Phytochemistry 24, 2305-2312.Metzger, P., Pouet, Y., Summons, S. (1997) Chemotaxonomic evidence for similarity between Botryococcus braunii L Race and Botryococcus neglectus.Phytochemistry 24, 2305-2312.

本発明は、上記の状況に鑑み、飽和型の炭化水素を産生するボトリオコッカス・ブラウニーの新規株を提供することを課題とする。   In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a new strain of Botryococcus brownie that produces saturated hydrocarbons.

本発明者等は、ボトリオコッカス・ブラウニーを自然界より採取し、多数の系統的に異なるサブグループを有する属の中から、上記課題を解決する株を見出し、これを単離し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors collected Botryococcus brownie from nature, found a strain that solves the above problems from among a genus having a large number of systematically different subgroups, isolated this, and completed the present invention I came to let you.

(1)本発明は、直鎖飽和型の炭化水素を産生する、ボトリオコッカス・ブラウニーに属する株を提供する。   (1) The present invention provides a strain belonging to Botryococcus brownie that produces a linear saturated hydrocarbon.

(2)本発明は、分子式C2042を有する直鎖飽和型炭化水素を産生する、ボトリオコッカス・ブラウニーに属する株を提供する。 (2) The present invention provides a strain belonging to Botryococcus brownie that produces a linear saturated hydrocarbon having the molecular formula C 20 H 42 .

(3)本発明は、ボトリオコッカス・ブラウニー・tsukuba−2株(受領番号:FERM AP−22238、受託機関:独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター、受領日:2012年5月22日)を提供する。   (3) The present invention relates to Botryococcus brownie tsukuba-2 strain (reception number: FERM AP-22238, trust organization: National Institute of Technology and Evaluation, Patent Biological Deposit Center, receipt date: May 22, 2012) Day).

(4)本発明は、18SrRNAをコードする遺伝子の塩基配列が配列番号1に示す塩基配列を有するか、又は当該配列に対し90%以上の相同性を示す塩基配列を有する、(1)〜(3)のいずれかに記載の株を提供する。   (4) In the present invention, the base sequence of the gene encoding 18S rRNA has the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, or has a base sequence showing 90% or more homology with the sequence (1) to ( 3) A strain according to any one of the above is provided.

(5)本発明は、(1)〜(4)のいずれかに記載のボトリオコッカス・ブラウニーに属する株から、直鎖飽和型の炭化水素を製造する方法を提供する。   (5) The present invention provides a method for producing a linear saturated hydrocarbon from a strain belonging to Botryococcus brownie according to any one of (1) to (4).

本発明のボトリオコッカス・ブラウニーの新規株は、直鎖飽和型の炭化水素を産生できる。   The novel strain of Botryococcus brownie of the present invention can produce linear saturated hydrocarbons.

Botryococcus braunii Tsukuba-2 の18SrRNA遺伝子塩基配列を示す。The 18S rRNA gene base sequence of Botryococcus braunii Tsukuba-2 is shown.

1.ボトリオコッカス属藻類の分離
本発明のボトリオコッカス・ブラウニーの新規株は、湖沼や池から採取した、ボトリオコッカス属の藻類を含むサンプルから、以下の方法を用いて分離することができる。
1. Separation of Botryococcus Algae The new strain of Botryococcus brownies of the present invention can be isolated from a sample containing Botryococcus algae collected from lakes and ponds using the following method.

上記のボトリオコッカス属の藻類を含むサンプルは、例えば、湖沼や池から、網目30〜100μmのプランクトンネット等を用いて採取できる。   The sample containing the algae of the genus Botryococcus can be collected from, for example, a lake or a pond using a plankton net having a mesh size of 30 to 100 μm.

上記のボトリオコッカス属の藻類を含むサンプルに、有効塩素を作用させ、ボトリオコッカス属以外の微生物を殺菌する。この場合、処理されるサンプルを、あらかじめ適当な培地で培養して藻類を増殖させておいてもよい。培地としては、CHU培地、JM培地、MDM培地、AF−6培地等が挙げられるが、ボトリオコッカス属の藻類の培地として適切なものであれば、特に制限されない。また、この有効塩素を作用させる前に、ボトリオコッカス属のコロニーを、例えば遠心分離、濾過、又は顕微鏡下でマイクロピペットを用いる等の手段により分離してもよい。   Effective chlorine is allowed to act on the sample containing the algae of the genus Botryococcus to sterilize microorganisms other than the genus Botryococcus. In this case, the sample to be treated may be cultured in advance in an appropriate medium to grow algae. Examples of the medium include CHU medium, JM medium, MDM medium, AF-6 medium, and the like. However, the medium is not particularly limited as long as it is suitable as a medium for Botryococcus algae. Moreover, before making this effective chlorine act, colonies of the genus Botryococcus may be separated by means such as centrifugation, filtration, or using a micropipette under a microscope.

上記の通りサンプルを有効塩素で処理した後に、当該サンプルをそのまま使用してもよいが、藻体を濾過又は遠心分離等により分離し、培養液に懸濁する操作を繰り返すことなどにより洗浄することが好ましい。   After treating the sample with available chlorine as described above, the sample may be used as it is, but it is washed by repeating the operation of separating the algal bodies by filtration or centrifugation, etc., and suspending them in the culture solution. Is preferred.

続いて、上記有効塩素で処理したサンプルを、ボトリオコッカス属の藻類の培養に適した培地、例えば、CHU培地、JM培地、MDM培地、AF−6培地等のプレート培地に塗布して培養を行う。培地のpHは、pH1〜14、好ましくは、pH2〜13、より好ましくはpH3〜11、さらにより好ましくは、pH4〜10とすることができる。培養温度は、通常0〜50℃、好ましくは5〜40℃、より好ましくは10〜30℃の範囲で行うことができる。また、培養は蛍光灯等を用いて光照射下で行う。この光照射は、連続で行っても、間隔を置いて一定時間照射してもよい。時間間隔としては、1〜72時間、好ましくは1〜24時間、より好ましくは1〜12時間から選択できる。また、照度は、通常0〜300μE/m2/s、好ましくは、5〜100μE/m2/sで行う。培養期間は、通常、1〜60日、好ましくは1〜30日間行う。 Subsequently, the sample treated with the effective chlorine is applied to a medium suitable for culturing Botryococcus algae, for example, a plate medium such as CHU medium, JM medium, MDM medium, AF-6 medium, and the like. Do. The pH of the medium can be pH 1-14, preferably pH 2-13, more preferably pH 3-11, and even more preferably pH 4-10. The culture temperature can be generally 0-50 ° C, preferably 5-40 ° C, more preferably 10-30 ° C. The culture is performed under light irradiation using a fluorescent lamp or the like. This light irradiation may be performed continuously or may be performed for a certain period of time at intervals. The time interval can be selected from 1 to 72 hours, preferably 1 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours. The illuminance is usually 0 to 300 μE / m 2 / s, preferably 5 to 100 μE / m 2 / s. The culture period is usually 1 to 60 days, preferably 1 to 30 days.

その後、プレート培地に生じたボトリオコッカス属の藻類の単一コロニーを採取することにより、ボトリオコッカス属藻類の単一株が得られる。単一コロニーを採取する際は、顕微鏡下で行ってもよい。   Then, a single strain of Botryococcus algae is obtained by collecting a single colony of Botryococcus algae generated on the plate medium. When collecting a single colony, it may be performed under a microscope.

本発明のボトリオコッカス・ブラウニーに属する株の形態的特長は、以下のようである。肉眼で見えるコロニーは球形で、黄緑色〜緑色である。顕微鏡下で押し潰すとブドウの房状のコロニーとして観察される。コロニーのサイズは平均的には30-100μm、最大で500μmに達する。細胞は、こん棒状で、細胞壁をもつが、細胞壁の周りにさらにソケットウオールと呼ばれる外殻を形成し得る。細胞の大きさは短径約8μm、長径約14μm、でその比は1.8程度である。細胞から分泌された炭化水素は細胞と外殻に間に蓄積し得る。
炭素源としてCO2を利用し、光合成で増殖する。
Morphological features of the strain belonging to Botryococcus brownie of the present invention are as follows. Colonies that can be seen with the naked eye are spherical and yellow-green to green. When crushed under a microscope, it is observed as a tufted colony of grapes. The average colony size is 30-100 μm, and the maximum reaches 500 μm. The cells are club-shaped and have a cell wall, but can form an outer shell called a socket wall around the cell wall. The size of the cells is about 8 μm for the short axis and about 14 μm for the long axis, and the ratio is about 1.8. Hydrocarbons secreted from the cell can accumulate between the cell and the outer shell.
It grows by photosynthesis using CO2 as a carbon source.

本発明のボトリオコッカス・ブラウニーに属する株は、直鎖飽和型の炭化水素、好ましくは分子式C2042の炭化水素を産生し、かつ18SrRNAをコードする遺伝子の塩基配列が配列番号3に示す塩基配列を有するか、又は当該配列に対し高い相同性、例えば少なくとも70%、又は少なくとも80%、又は少なくとも90%、又は少なくとも95%、又は少なくとも97%、又は少なくとも98%、又は少なくとも99%の相同性を示す塩基配列を有するものであることができる。あるいは、本発明のボトリオコッカス・ブラウニーに属する株は、直鎖飽和型の炭化水素、好ましくは分子式C2042の炭化水素を産生し、かつ18SrRNAをコードする遺伝子の塩基配列が配列番号3に示す塩基配列に対しをこうストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能な塩基配列を有するものであってもよい。 The strain belonging to Botryococcus brownie of the present invention produces a linear saturated hydrocarbon, preferably a hydrocarbon of molecular formula C 20 H 42 , and the base sequence of the gene encoding 18S rRNA is shown in SEQ ID NO: 3. Have a base sequence or high homology to the sequence, for example at least 70%, or at least 80%, or at least 90%, or at least 95%, or at least 97%, or at least 98%, or at least 99% It can have a base sequence showing homology. Alternatively, the strain belonging to Botryococcus brownie of the present invention produces a linear saturated hydrocarbon, preferably a hydrocarbon of molecular formula C 20 H 42 , and the base sequence of the gene encoding 18S rRNA is SEQ ID NO: 3 It may have a base sequence capable of hybridizing under the stringent conditions to the base sequence shown in FIG.

高ストリンジェント条件とは、例えば。「ストリンジェントな条件」としては、例えば、42℃、2×SSC及び0.1%SDSの条件、好ましくは65℃、0.1×SSC及び0.1%SDSでのハイブリダイゼーション条件であってよい。   For example, high stringency conditions. Examples of the “stringent conditions” include hybridization conditions at 42 ° C., 2 × SSC and 0.1% SDS, preferably 65 ° C., 0.1 × SSC and 0.1% SDS. Good.

次に、上記の通り分離した株を、液体培地で培養する。液体培地の種類としては、例えば、CHU培地、JM培地、MDM培地、AF−6培地、又はこれらの改変培地を用いて行うことができる。培地のpHは、pH1〜14、好ましくは、pH2〜13、より好ましくはpH3〜11、さらにより好ましくは、pH4〜10とすることができる。培養温度は、通常0〜60℃、好ましくは5〜50℃、より好ましくは10〜40℃の範囲で行うことができる。また、培養は蛍光灯等を用いて光照射下で行う。この光照射は、連続で行っても、間隔を置いて一定時間照射してもよい。時間間隔としては、1〜72時間、好ましくは1〜24時間、より好ましくは1〜12時間から選択できる。また、照度は、通常0〜300μE/m2/s、好ましくは、5〜100μE/m2/sで行う。培養期間は、通常、1〜5ヶ月、好ましくは1〜3ヶ月行う。また、培養の際には、通気を行っても、通気を行わずに静置してもよいが、通気を行わずに静置する方が好ましい。 Next, the strain isolated as described above is cultured in a liquid medium. As the type of the liquid medium, for example, a CHU medium, a JM medium, an MDM medium, an AF-6 medium, or a modified medium thereof can be used. The pH of the medium can be pH 1-14, preferably pH 2-13, more preferably pH 3-11, and even more preferably pH 4-10. The culture temperature can be generally 0-60 ° C, preferably 5-50 ° C, more preferably 10-40 ° C. The culture is performed under light irradiation using a fluorescent lamp or the like. This light irradiation may be performed continuously or may be performed for a certain period of time at intervals. The time interval can be selected from 1 to 72 hours, preferably 1 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours. The illuminance is usually 0 to 300 μE / m 2 / s, preferably 5 to 100 μE / m 2 / s. The culture period is usually 1 to 5 months, preferably 1 to 3 months. Further, during culturing, it may be left aerated or not aerated, but it is preferable to leave without aeration.

2.ボトリオコッカス属の藻類が産生する炭化水素の抽出及び分析
ボトリオコッカス属の藻類が産生する炭化水素は、当業者に既知の方法で抽出及び分析することができる。例えば、ボトリオコッカス属の藻類を培養して増殖させ、得られた培養液から濾過等により回収した湿藻体を、凍結乾燥又は加温による乾燥等により乾燥させる。その後、この藻体乾燥物から有機溶媒を用いて炭化水素を抽出することができる。抽出は、異なる有機溶媒を用いて2度以上行ってもよい。有機溶媒としては、n−ヘキサン、クロロホルム:メタノール混合物(例えば、1:1、1:2)等を用いることができる。好ましくは、クロロホルム:メタノール混合物で抽出後、例えば、窒素気流下で濃縮乾固し、再びn−ヘキサンで抽出する。得られた抽出液を、NMR,IR、ガスクロマトグラフィー、GC/MS等により分析する。
2. Extraction and analysis of hydrocarbons produced by Botryococcus algae Hydrocarbons produced by Botryococcus algae can be extracted and analyzed by methods known to those skilled in the art. For example, algae of the genus Botryococcus is cultured and proliferated, and wet algal bodies recovered from the obtained culture solution by filtration or the like are dried by freeze drying or drying by heating. Thereafter, hydrocarbons can be extracted from the dried alga using an organic solvent. The extraction may be performed twice or more using different organic solvents. As the organic solvent, n-hexane, chloroform: methanol mixture (for example, 1: 1, 1: 2) or the like can be used. Preferably, after extraction with a chloroform: methanol mixture, for example, it is concentrated to dryness under a stream of nitrogen and extracted again with n-hexane. The obtained extract is analyzed by NMR, IR, gas chromatography, GC / MS and the like.

上記の手順により得られたボトリオコッカスから産生された炭化水素を、上記の手順で分析し、全炭化水素に対して、分子量282を有する炭化水素を産生するボトリオコッカスをスクリーニングすることにより、本発明のボトリオコッカス・ブラウニー株が得られる。   By analyzing the hydrocarbons produced from Botryococcus obtained by the above procedure by the above procedure and screening Botryococcus producing hydrocarbons having a molecular weight of 282 with respect to the total hydrocarbons, The Botryococcus brownie strain of the present invention is obtained.

3.炭化水素
本願発明のボトリオコッカス・ブラウニー株から得られる炭化水素は以下の特徴を有する。
3. Hydrocarbon The hydrocarbon obtained from the Botryococcus brownie strain of the present invention has the following characteristics.

産生される全炭化水素は、藻体に対して、乾燥重量で、10〜70%、好ましくは20〜65重量%、より好ましくは25〜50重量%、さらにより好ましくは25〜40重量%があり得る。   The total hydrocarbon produced is 10 to 70%, preferably 20 to 65% by weight, more preferably 25 to 50% by weight, and even more preferably 25 to 40% by weight, based on the alga body. possible.

産生される全炭化水素中、直鎖飽和型の炭化水素の割合は、25%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上、最も好ましくは65%以上で存在する。   In the total hydrocarbons produced, the proportion of linear saturated hydrocarbons is 25% or more, preferably 30% or more, more preferably 40% or more, more preferably 50% or more, more preferably 60% or more, Most preferably it is present at 65% or more.

前記直鎖飽和型の炭化水素以外の炭化水素としては、その異性体、例えば、幾何異性体が含まれてもよい。また、不飽和の炭化水素や直鎖型でない炭化水素が含まれてもよい。   The hydrocarbons other than the linear saturated hydrocarbon may include isomers thereof, for example, geometric isomers. Further, unsaturated hydrocarbons and non-linear hydrocarbons may be included.

前記直鎖飽和型の炭化水素は、分子量282の炭化水素であり、分子式がC2042である。 The linear saturated hydrocarbon is a hydrocarbon having a molecular weight of 282 and the molecular formula is C 20 H 42 .

4.本発明で得られる炭化水素の利用
本発明で得られる炭化水素(Eicosane)は、直接燃料や防水剤等広範囲に使用することができる。融点36.7℃のパラフィンに属し、常温で固体である。一方、内燃機関の燃料として使用する場合は、熱分解や触媒を用いるクラッキング等の処理が必要になる。
4). Use of Hydrocarbon Obtained in the Present Invention The hydrocarbon (Eicosane) obtained in the present invention can be used in a wide range such as direct fuel and waterproofing agent. It belongs to paraffin with a melting point of 36.7 ° C and is solid at room temperature. On the other hand, when used as a fuel for an internal combustion engine, treatment such as thermal decomposition or cracking using a catalyst is required.

以下に、本発明のボトリオコッカス・ブラウニー株の分離及び産生される炭化水素の分析を実施例として示すが、本願発明の請求の範囲は、これらの実施例により制限されるものではない。   In the following, the isolation of the Botryococcus brownie strain of the present invention and the analysis of the produced hydrocarbons are shown as examples, but the scope of the claims of the present invention is not limited by these examples.

1.培養及び分離
日本各地の湖沼や池から網目30〜100μmのプランクトンネットを用いてボトリオコッカスを含むサンプルを採取した。このサンプルからボトリオコッカスのコロニーを顕微鏡下でマイクロピペットを用いて分離し、これを有効塩素濃度約0.1%になるように添加したAF−6培地に浸けてボトリオコッカス以外の微生物を殺菌した後、AF−6培地(表1)で3回洗浄し、22℃、12時間毎光照射下で培養を行った。その後、三角フラスコに200mlのChu改変培地(表2)と培養した株を加え、20℃、12時間毎光照射下で2〜3ヶ月培養を行った。
1. Culture and separation Samples containing Botryococcus were collected from lakes and ponds in various parts of Japan using a plankton net having a mesh size of 30 to 100 μm. Botryococcus colonies were isolated from this sample using a micropipette under a microscope, and immersed in AF-6 medium added to an effective chlorine concentration of about 0.1%, and microorganisms other than Botryococcus were removed. After sterilization, the cells were washed 3 times with AF-6 medium (Table 1), and cultured under light irradiation at 22 ° C. for 12 hours. Thereafter, a strain cultured with 200 ml of Chu modified medium (Table 2) was added to the Erlenmeyer flask, and cultured for 2 to 3 months under light irradiation at 20 ° C. for 12 hours.

Figure 0006222643
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Figure 0006222643
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2.炭化水素の分析
得られたボトリオコッカスの培養液を、5μm孔のフィルターで濃縮し、凍結乾燥し、クロロホルム・メタノール(2:1,V/V)を用いて総脂質を抽出し、濃縮乾固後、n−ヘキサンで再抽出した。この試料を以下に示す手順でGC/MSにより解析した。
2. Analysis of hydrocarbon The obtained culture solution of Botryococcus was concentrated with a filter having a pore size of 5 μm, freeze-dried, total lipid was extracted using chloroform / methanol (2: 1, V / V), and concentrated and dried. After solidification, re-extraction with n-hexane was performed. This sample was analyzed by GC / MS according to the following procedure.

分析条件:GC(ガスクロマトグラフィー)条件は、カラム長:30m、内径:0.25φmm、Df:0.25μm、カラム:DB−5MS、スプリットレシオ:スプリットレス、キャリアガス:He、流速:1.0ml/分、注入温度:280℃、カラム温度:60℃(2分)→280℃(5℃/分、5分維持)の条件で行った。セパレーター温度:280℃であった。MS(重量分析)条件は、モデル:Mstation MS−700KII、イオン源(EI及びCI、CIの場合positive、ガス:イソブテン)イオン化電流:200マイクロA、イオン源真空:4×10-4Pa、イオン化エネルギー:38eV、分析管真空:1.0×10-5Pa、加速電圧:8.0kV、チャンバー温度:200℃、イオンMult.1.0kV、磁場:HS、で行った。 Analysis conditions: GC (gas chromatography) conditions are as follows: column length: 30 m, inner diameter: 0.25 φmm, Df: 0.25 μm, column: DB-5MS, split ratio: splitless, carrier gas: He, flow rate: 1. It was performed under the conditions of 0 ml / min, injection temperature: 280 ° C., column temperature: 60 ° C. (2 minutes) → 280 ° C. (5 ° C./min, 5 minutes maintained). Separator temperature: 280 ° C. MS (gravimetric analysis) conditions are model: Mstation MS-700KII, ion source (EI and CI, positive for CI, gas: isobutene) ionization current: 200 microA, ion source vacuum: 4 × 10 −4 Pa, ionization Energy: 38 eV, analysis tube vacuum: 1.0 × 10 −5 Pa, acceleration voltage: 8.0 kV, chamber temperature: 200 ° C., ion Multi. 1.0 kV, magnetic field: HS.

ここから得られた株で、分子量282の炭化水素を産生する株に着目した。分子量282は、C2042又はC1938Oの組成式が成り立つ。高分解能GC/EI−MSからexact m/zを測定した。を測定することにより、組成式がC2042であることが判明した。また、直鎖型C2042の標準品を用いたGCにより、得られた炭化水素が直鎖型C2042であることを確認した。 Of the strains obtained from this, attention was paid to strains producing hydrocarbons having a molecular weight of 282. The molecular weight 282 satisfies the composition formula of C 20 H 42 or C 19 H 38 O. Exact m / z was measured from high resolution GC / EI-MS. Was measured, and it was found that the composition formula was C 20 H 42 . Moreover, it was confirmed by GC using a standard product of linear C 20 H 42 that the obtained hydrocarbon was linear C 20 H 42 .

この株をボトリオコッカス・ブラウニー・tsukuba−2株として受託機関:独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センターに寄託した(受領番号:FERM AP−22238、受領日:2012年5月22日)。   This strain was deposited as the Botryococcus brownie tsukuba-2 strain: Deposited with the Patent Biological Depositary Center of the National Institute of Technology and Evaluation (Receipt number: FERM AP-22238, date of receipt: May 22, 2012) ).

Figure 0006222643
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18SrRNAをコードする遺伝子の塩基配列の決定
凍結乾燥した藻体の一部からDNA抽出キット(DNeasy Plant Mini Kit、QIAGEN)により、標準プロトコールに従って、DNA抽出を行った。18SrRNA遺伝子の断片は、オリジナルのプライマーセット、63F(5'-ACGCTTGTCTCAAAGATTA-3')(配列番号1)と1818R(5'-ACGGAAACCTTGTTACGA-3')(配列番号2)を用いて、タカラのサーマルサイクラー(PERSONAL、TAKARA)により、以下の条件で増幅した。
Determination of the base sequence of the gene encoding 18SrRNA DNA was extracted from a part of freeze-dried alga bodies using a DNA extraction kit (DNeasy Plant Mini Kit, QIAGEN) according to a standard protocol. The 18S rRNA gene fragment was obtained from Takara's thermal cycler using the original primer set, 63F (5'-ACGCTTGTCTCAAAGATTA-3 ') (SEQ ID NO: 1) and 1818R (5'-ACGGAAACCTTGTTACGA-3') (SEQ ID NO: 2). (PERSONAL, TAKARA) was amplified under the following conditions.

PCR反応溶液:0.2 mMのdNTP、0.5 mMのプライマーセット、10XEx taq buffer
、0.25ユニットのEx taq DNA polymerase(TaKaRa)
PCR reaction solution: 0.2 mM dNTP, 0.5 mM primer set, 10XEx taq buffer
0.25 unit Ex taq DNA polymerase (TaKaRa)

PCR条件:94°Cで10分の熱変性処理した後、94℃で1分、55℃で45秒、72℃で30秒を30サイクル繰り返した後に、72℃で5分の最終伸長   PCR conditions: Heat denaturation treatment at 94 ° C for 10 minutes, followed by 30 cycles of 94 ° C for 1 minute, 55 ° C for 45 seconds, 72 ° C for 30 seconds, and final extension at 72 ° C for 5 minutes

DNA断片の増幅を電気泳動で確認した後に、QIAquik PCR Purification Kit(Qiagen)を用いて、標準プロトコールに従って精製した後に、DNAシーケンサー(CEQ8000, Beckman Coulter)を用いて、同機種の標準プロトコールに従って、ダイレクトシーケンス法による塩基配列の決定を行った。その結果を図1に示す。   After confirming the amplification of the DNA fragment by electrophoresis, it was purified using the QIAquik PCR Purification Kit (Qiagen) according to the standard protocol, and then directly using the DNA sequencer (CEQ8000, Beckman Coulter) according to the standard protocol of the same model. The nucleotide sequence was determined by the sequencing method. The result is shown in FIG.

同様の手法により独自に決定した他のボトリオコッカス保存株の18SrDNA配列情報(14株)およびジーンバンクのBLAST検索(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/)を利用して取得したボトリオコッカス(4株)と近縁緑藻(9株)の登録済み配列情報を用いて、分子系統解析を行うことで、BOT7の系統的位置を確認した。分子系統解析は、ClustalW ver. 1.81を用いて18SrDNA配列データのアライメントを行い、マニュアルで修正、整形作業した後に、Gene Doc ver. 2.6を用いて配列両端のトリミングを行った上で、PHYLIP ver. 3.66を用いて、Neighbor-joining法、maximum parsimony法、maximum likelihood法により実施した。その結果、18SrDNA系統樹の中で、BOT7は他のボトリオコッカスとともに高いブーツストラップ支持率(100%)で単一のクレードを形成し、その中で登録番号BBR581911(AJ581911)のボトリオコッカスに最も近縁であることが判明した(ブーツストラップ支持率100%)。BBR581911のボトリオコッカスはタイのソンクラから採取されたLレースの株である。以下にDNAデーターベース(BLAST)上での最近縁属種名、その周辺近縁種との相同性(%)情報を示す。   Obtained using 18S rDNA sequence information (14 strains) of other Botryococcus conserved strains uniquely determined by the same method and Genebank BLAST search (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) The systematic position of BOT7 was confirmed by molecular phylogenetic analysis using the registered sequence information of Botryococcus (4 strains) and related green algae (9 strains). For molecular phylogenetic analysis, 18S rDNA sequence data was aligned using ClustalW ver.1.81, manually corrected and shaped, then trimmed at both ends of the sequence using Gene Doc ver.2.6, and then PHYLIP ver. Using 3.66, Neighbor-joining method, maximum parsimony method, maximum likelihood method were used. As a result, in the 18S rDNA phylogenetic tree, BOT7 forms a single clade with high bootstrap support (100%) with other Botryococcus, among which the Botryococcus with registration number BBR581911 (AJ581911) It turned out to be the closest (bootstrap support rate 100%). BBR581911 Botryococcus is an L-race strain collected from Songkhla, Thailand. The following shows the name of the most closely related species on the DNA database (BLAST) and the homology (%) information with the surrounding related species.

Figure 0006222643
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FERM AP−22238(受領番号)   FERM AP-22238 (receipt number)

Claims (3)

直鎖飽和型の炭化水素を産生し、かつ18SrRNAをコードする遺伝子の塩基配列が配列番号3に示す塩基配列を有する、ボトリオコッカス・ブラウニー・tsukuba−2株(受領番号:FERM AP−22238) Botryococcus brownie tsukuba-2 strain (Reception number: FERM AP-22238) , which produces a linear saturated hydrocarbon and has the base sequence of the gene encoding 18SrRNA shown in SEQ ID NO: 3 . 前記直鎖飽和型の炭化水素が、分子式C2042を有する炭化水素を産生する、請求項1に記載の株。 The strain of claim 1, wherein the linear saturated hydrocarbon produces a hydrocarbon having the molecular formula C 20 H 42 . 請求項に記載のボトリオコッカス・ブラウニーに属する株を用いる、分子式C2042を有する炭化水素の製造方法。 Using strains belonging to Botryococcus Brownie according to claim 2, producing a hydrocarbon having a molecular formula C 20 H 42.
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