アスタミューゼ株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長 永井歩）の技術の用途展開・新規事業探索ツールであるイノベーションマトリックスで分析した結果、水処理関連技術の応用から、燃料電池・水素吸蔵材料、食品リサイクル・生鮮維持/包装、Industry4.0・工場IoT・協働ロボット、放射能除染・核廃棄物処理等の13分野に渡る成長産業での展開可能性が見つかりました。その中で一部ではありますが、水産・海洋分野における事例をご紹介致します。
アスタミューゼ社の技術の用途展開・新規事業探索ツールであるイノベーションマトリックスで分析した結果、水処理関連企業の保有する濾過システム関連技術から、燃料電池・水素吸蔵材料、食品リサイクル・生鮮維持/包装、Industry4.0・工場IoT・協働ロボット、放射能除染・核廃棄物処理等など、合計13分野での多岐に渡る成長産業での展開可能性が見つかりました。例えば、その中で一部ではありますが、水産・海洋分野においては、「微生物の網羅的DNA解析による海水環境モニタリング」 という具体的なビジネス展開がありえる事について、一部事例をご紹介致します。
背景：赤潮の環境負荷に関する社会課題
赤潮は水中に生息する植物プランクトンなどの微生物が異常に繁殖し、海水の色が赤色などに代わる現象です。近年、気候変動による水温上昇などに伴い、植物プランクトンが増加することにより恒常的に赤潮の被害が発生しており、魚介類が死滅するなど環境負荷が問題になっております。
2021年９月には北海道南部において、赤潮による海産物の被害額が過去最大の167億円に上ったと報告されています。
Credit: 海上保安庁
出典：https://www.kaiho.mlit.go.jp/03kanku/03sankankutokushoku/akasio,aosio,naze.htm
これまでに赤潮の発生予測には海洋環境やプランクトン量の監視が行われてきましたが、赤潮の発生直前にしか予報ができず、赤潮への対処が遅れるという課題がありました。
近年、赤潮発生予測技術として、衛星やドローンを用いた監視、AIによる画像解析などの技術が研究されておりますが、利用簡便性や規制などのハードルが挙げられ、発生予測の早期達成と利用可能性を両立した技術の開発が望まれます。
では、水の濾過装置の技術を用いて赤潮の発生予測や水中の環境モニタリングを行う事業展開とはどういうことか、順を追って説明します。
水処理関連の特許を検索
水処理関連の特許のうち、三浦工業が出願している特開2011-189283「濾過システム」に着目します。出願内容は「給水量を確保しつつ、安定した水質の処理水を製造することができる濾過システムを提供」するものです。
この特開2011-189283が牽制（注）した特許出願文献から、新規用途を探索していきます。ある特許公報が牽制した特許出願文献をリストとして確認するのは難しいですが、アスタミューゼは独自の牽制データベースを保有しているため、同特許が牽制した特許出願文献を見出すことが可能です。
（注）特許出願された技術が、先行技術の特許出願により権利化を阻害された特許
結果、特開2011-189283が牽制した特許出願文献の一つとして、国立大学法人九州大学が出願している特開2018-153168「微生物収集装置」を見出すことができました。出願内容は「メタゲノム解析に用いるためのコンパクトで、安定的且つ確実に、水中から微生物が収集できる微生物収集装置を提供」するものになります。
この牽制関係を得ることで、三浦工業が有する「安定した水質の処理水を製造する濾過システム」の技術を活用し、「微生物のDNA解析による海水環境モニタリング」への用途展開を検討できるのではないかという着想が得られました。
牽制先の特開2018-153168の発明者は九州大学の石野教授らになりますが、同研究室ではメタゲノム解析を活用した海の海中モニタリング技術の研究を行っていることが分かりました。
メタゲノム解析による環境モニタリング
メタゲノム解析は、環境中の複数の微生物を単離することなく、直接DNA解析を行うことが利点です。海中に存在する多様な微生物それぞれを特定することなく、混在した状態でDNAを抽出・解析することにより、その特徴や生態系の変化を探索することができます。
Credit: 九州大学大学院 生物化学（石野）研究室
出典：http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/seibutsukagaku/theme.html
赤潮の原因となるプランクトンは40種類以上あると言われており、海中から微生物を効率的に採取が可能となると、微生物を培養することなくメタゲノム解析が行うことができます。その結果、赤潮の発生原因となる有害プランクトンの状態をモニタリングすることができるようになり、迅速な赤潮の発生予測に繋げることができます。
また、海中のプランクトンの中には赤潮の原因となるもの以外にも、魚毒や貝毒の原因となる微生物も含まれていますので、網羅的な海洋環境のモニタリングの実現も考えられます。
さらに、微生物採取やモニタリング技術の応用の方向性として、生活排水や医療排水のモニタリングに活用することも期待されます。たとえば、東北大学の久保田健吾准教授は「未知廃水処理微生物群のメタゲノム解析による統合代謝ネットワークの解明（国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))（2019年）」の研究を行っており、東京大学の佐藤弘泰教授は「下水・廃水処理場の微生物叢解析の現状と未来（EICA 第22巻 第4号 2018年）」の中で、下水処理場におけるメタゲノム解析の応用可能性に触れられております。
このようにメタゲノム解析を活用して、広義の環境排水のモニタリングを実施し、微生物汚染や感染症の予測や対策をすることにより、プロアクティブな公衆衛生や環境保全に繋げることができます。
＜著者：アスタミューゼ 小林由幸 博士（薬科学 / 経営学）＞
さらにくわしい分析は……
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