日本海洋研究開發機構地球環境部門的原田尚美部長與豐橋技術科學大學應用化學與生命工學系的廣瀨侑助教和生理學研究所生體分子結構研究部門的村田和義特聘教授共同宣佈，已應答在北冰洋科研航海中採集的一種定鞭藻類浮游植物「Dicrateria rotunda」具有與石油相當的飽和碳氫化合物合成能力。這是透過對該浮游植物進行分離和培養並調查碳氫化合物的成分後發現的。人類發現能合成碳原子數爲10～38、與石油相當的碳氫化合物的生物尚屬首次。該成果有助於實施生物燃料開發。相關成果已發佈在國際科學期刊《科學報告》（Scientific Reports）的7月19日號上。
根據多張Dicrateria rotunda北冰洋藻株ARC1電子顯微鏡影像重建的三維結構。這種藻類有兩個葉綠體，利用兩根鞭毛遊動（圖片由生理學研究所的村田和義特聘教授提供）
煤油、汽油和柴油等是透過從地下開採出來的石油精煉製成的。原油主要由碳氫化合物（有機化合物）構成，被認爲是太古時代的植物等在地下的高溫高壓條件下經過漫長的熱分解形成的。另一方面，在俄羅斯堪察加半島發現的油田，原油中的碳氫化合物的年代非常新，這表明它們可能來自於相對較新的微生物和細菌活動，但相關的微生物和細菌未被確定。
碳原子數爲10～38
研究團隊2013年利用海洋地球研究船「未來號」開展北冰洋科研航海，目的是調查隨着北冰洋的浮冰減量，成長在白令海的一種定鞭藻（赫氏圓石藻：Emiliania huxleyi）是否進入了北冰洋並開始在那裏繁殖，未來號於8月至10月在楚科奇海（北緯70度0分6秒，西經168度44分96秒處）採集了浮游植物羣。對於可以分離培養的浮游植物，透過進行分離培養分別進行了詳細調查。
由此發現其中的Dicrateria rotunda北冰洋藻株ARC1合成了碳原子數爲10～38的一系列飽和碳氫化合物。這些成分與汽油（碳原子數爲10～15）、柴油（碳原子數爲16～20）和燃料油（碳原子數爲21以上）基本相同。
該藻屬還廣泛分佈於太平洋和大西洋等其他海域。因此研究團隊又針對日本和法國收集保存的浮游植物中的10種同屬品種調查了碳氫化合物的成分。
應答11個品種全部具有合成能力
研究發現，包括Dicrateria rotunda在内的11個品種全部具有合成碳原子數爲10～38的一系列碳氫化合物的能力。還發現這些藻株的特點是，能更多地合成碳原子數爲10和11的短碳數飽和碳氫化合物。
此外，研究團隊還利用北冰洋藻株ARC1，改變光、溫度和氮營養鹽濃度等條件，調查了產生的碳氫化合物量的變化。研究發現，當光合作用停止的黑暗條件和缺乏氮營養鹽的條件下，Dicrateria rotunda的細胞體積會等比縮小，飽和碳氫化合物的總量增加5倍左右。
一般來說，飽和碳氫化合物被作爲能量儲存時，在無法進行光合作用的黑暗條件下會被消耗，細胞内的含量會下降，但Dicrateria rotunda在黑暗條件下一系列的飽和碳氫化合物量會增加。這表明它不具備能量儲存物質的功能。據近年來的研究報告，在藍藻（光合細菌）中，碳原子數爲15-19的飽和碳氫化合物透過積累在葉綠體的類囊體膜和細胞膜中來提高靈活性。北極藻株ARC1被認爲可能也是透過在壓力條件下提高靈活性來防止細胞和葉綠體等比縮小的。
強化合成能力
Dicrateria rotunda產生的一系列飽和碳氫化合物成分與石油差不多，完全可以作爲生物燃料利用。但另一方面也存在課題，雖然合成量因條件而異，但在明亮場所和水溫爲20攝氏度的條件下只能合成17-79納克/毫升，要想實施實用化，需要提高合成能力。
原田部長表示：「爲了實施社會應用，正考慮申請競爭性研究資金。今後的課題是如何有效提高Dicrateria rotunda的飽和碳氫化合物合成能力。爲此需要最適化合成條件、透過育種和基因改造增加合成量、確定飽和碳氫化合物的合成基因簇、利用異種生物構建飽和碳氫化合物生產系統等，今後還需要做大量的基礎研究。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
