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サステナブル・バイオテクノロジー研究室のキーコンセプト
人新生と呼ばれる現代において、人類の活動は地球システムに大きな影響を及ぼし、その未来を左右する存在となっています。気候変動をはじめとする環境問題は深刻化しており、早急な対応が求められています。
これらの問題の多くは、『人間活動』と『地球の物質循環』のバランスの崩れとして理解することができます（図1）。
私たちは資源（化石燃料やレアメタルなど）を利用して製品を生産・消費し、その後、排水や廃棄物として環境中へ排出します。一方で、自然界ではこれらの物質は長い時間をかけて分解・変換され、再び資源へと戻っていきます。
しかし、人間活動はこの自然の循環に比べて極めて速く進むため、物質の流れにアンバランスが生じ、環境問題として顕在化します。また、資源利用や製品製造は経済的利益を生む一方で、廃棄物処理はコストを伴うため、十分に行われにくいという構造的な問題も存在します。
当研究室では、このアンバランスを解消することを目的として、排水処理や再資源化、バイオエネルギーといった工学的アプローチに加え、人の行動変容を促す社会科学的手法を組み合わせた研究を行っています。
これらの問題の多くは、『人間活動』と『地球の物質循環』のバランスの崩れとして理解することができます（図1）。
私たちは資源（化石燃料やレアメタルなど）を利用して製品を生産・消費し、その後、排水や廃棄物として環境中へ排出します。一方で、自然界ではこれらの物質は長い時間をかけて分解・変換され、再び資源へと戻っていきます。
しかし、人間活動はこの自然の循環に比べて極めて速く進むため、物質の流れにアンバランスが生じ、環境問題として顕在化します。また、資源利用や製品製造は経済的利益を生む一方で、廃棄物処理はコストを伴うため、十分に行われにくいという構造的な問題も存在します。
当研究室では、このアンバランスを解消することを目的として、排水処理や再資源化、バイオエネルギーといった工学的アプローチに加え、人の行動変容を促す社会科学的手法を組み合わせた研究を行っています。
図1 物質循環のアンバランスと環境問題の構造
メタルバイオテクノロジー
レアメタルなどの金属・半金属は、現代社会を支える重要な資源である一方で、環境中では有害な汚染物質にもなり得ます。当研究室では、金属を変換・蓄積する能力を持つ微生物に着目し、それらを活用して環境中の金属を『除去』するだけでなく、『資源として回収する』技術の開発を目指しています。特に、セレンを代謝する細菌の単離や機能解析、遺伝学的研究を通じて、微生物による新しい資源循環プロセスの構築に挑戦しています。
図2 当研究室で単離したセレン代謝細菌Citrobacter freundii K21-1
通常の寒天培地上での増殖 （A）とセレン酸を含む寒天培地上での増殖（B）
セレン酸を還元して生成した単体セレンによりコロニーが赤色になっている
廃棄物の資源化
私たちの身の回りで日々発生する有機性廃棄物はエネルギーとして再利用できる可能性を秘めています。
本研究室では、化学的・生物学的手法により食品廃棄物などをエネルギー資源へと変換する技術を研究しています。エネルギーの地産地消により環境負荷の低減と持続可能な地域社会の実現を目指しています。
本研究室では、化学的・生物学的手法により食品廃棄物などをエネルギー資源へと変換する技術を研究しています。エネルギーの地産地消により環境負荷の低減と持続可能な地域社会の実現を目指しています。
図3 廃食油からのバイオディーゼル燃料合成実験
フューチャー・デザイン
地球温暖化をはじめとする持続可能性の課題の多くは、現代世代が短期的な利益を優先した結果、将来世代の利益を損なう形で生じています。『フューチャー・デザイン』は、意思決定の場において人々が「将来世代の視点」に立つことで、長期的な社会のあり方を考慮した選択を可能にする議論の枠組みです。本研究室では、このフューチャー・デザインの手法を基盤として、手法自体の改良に加え、将来世代の視点を導入した際の人の意識や行動の変化を分析しています。また、学生や市民を対象としたサステナビリティ教育への応用にも取り組んでいます。
図4 フューチャー・デザインを活用した授業の様子
