【第2回】タンパク質合成の特許技術で世界に進出！食と医療の課題解決に挑む「NUProtein」

今回のイークラウドにおける資金調達の目的は、遺伝子組換えイネ由来のタンパク質合成における技術基盤の確立です。 NUProteinは現在、小麦胚芽の抽出液を用いて、極めて短い期間でタンパク質合成に必要な「成長因子」と呼ばれるタンパク質の合成技術を確立しています。

各メーカーとの商談の中で、小麦胚芽由来の合成技術は培養魚肉の培養には適していますが、培養肉においては より高濃度の機能性タンパク質が求められることがわかってきました。これは、培養肉の培養温度（約40℃）が培養魚肉（約20℃）と比較して高く、培養中に成長因子が分解されやすいためです。

培養において成長因子は、生物種に対応したものを利用する必要があります。例えばマグロ、鮭、ウナギなど、種類が無数にある魚介類に比べ、畜肉においてはウシ、ブタなど種類は少ないものの、前述のとおり魚よりも高濃度の機能性タンパク質が大量に必要です。

そこで、現在確立している小麦由来の合成技術を培養魚肉メーカーに向けて多品種・少量で提供する一方、培養肉向けには、より量産が容易な合成技術として遺伝子組換えイネを用いた技術を確立することで、両輪でタンパク質合成の産業化を支えることを目指します。

計画と比べて売上の立ち上がりは遅れているものの、複数の培養肉等メーカーとの商談が進んでいることや、培養肉メーカーとの取引の規模が拡大する可能性があることなどを勘案し、前回ラウンド（約5.1億円）から120％程度のアップラウンド（約6.2億円）となる調達前時価総額で、2度目の株式投資型クラウドファンディングによる資金調達を行います。

タンパク質は生物の生命活動を担う、重要な物質です。人間の身体をつくっている約60兆個の細胞の主成分で、筋肉や臓器、肌、髪、爪など身体のあらゆる部分を構成しています。また、身体を動かすエネルギー源でもあり、酵素やホルモンなど体の機能を調節する大切な役割も果たしています。

近年、食品や医療といった様々な分野で、バイオテクノロジー(生物学の技術)によって人工タンパク質を通じて私たちの生活を豊かにする研究が進み、投資が活発に行われています。

食品産業は、タンパク質合成が急速に進歩する市場の一つです。

爆発的な人口増加を背景に食肉の消費量増大が想定され、2030年には8億4千万人が十分な食料を得られなくなる食糧危機が予測されています。

※国連 World Food Programより

食糧、とくにタンパク質の供給源を増やす手段として注目を集めるのが、培養肉の開発です。培養肉とは、ウシやブタ、鶏などの細胞を体の外に取り出して培養液で細胞を増やし、肉を製造する手法です。肉以外にも、魚やエビなどの培養技術も発達しつつあります。

家畜を飼育するための水や飼料、農地の利用量も抑えることができ、従来の畜産肉に比べて環境負荷が98％削減できるとの試算もあります。米国、シンガポール、欧州など、世界中で培養肉の研究開発が進められ、各メーカーが市場への早期投入を目指しています。

※Energy and protein feed-to-food conversion efficiencies in the US and potential food security gains from dietary changesおよび、Environmental Impacts of Cultured Meat Productionより

医療においては、再生医療の分野でタンパク質合成技術の活用が期待されます。細胞を培養し、病気や事故で損なわれた臓器などの機能を回復するといった用途です。

目や神経の難病、心不全といった分野での研究や臨床試験が進み、近年では患者から採取した細胞を培養し、3Dプリンターで移植用の臓器を製造するなどの研究も行われています。手術や投薬といった従来の手法で治療困難だった疾患を治療でき、社会保障費の抑制につながる可能性も秘めています。

人工タンパク質の合成の過程には、細胞を作る特殊な細胞である幹細胞と、細胞の増殖や分化を促進する成長因子という特殊なタンパク質が必要です。

しかしながら従来、製造コストの90%以上を成長因子のコストが占めると言われるほど、成長因子は非常に高額なものでした。例えばTGFβと呼ばれる成長因子は1グラムあたり2,500万円にもなる場合もあり、製造コストと量産化技術が、タンパク質合成の産業化におけるボトルネックとなっていました。

この課題に応えるのが、NUProteinの技術です。

NUProteinは、これまでタンパク質合成のボトルネックとなっていた成長因子を、圧倒的な効率で安価に生産する独自技術を有しています。この技術をコアに、有用タンパク質の低コスト化及び安定供給により、代替タンパク質市場の拡大、タンパク質危機の回避、持続性のある生産と消費に寄与していく考えです。

世界的な人口爆発を背景に、培養肉市場は大きく成長し続けることが予想されています。

世界の食肉市場は、今後約20年でおよそ200兆円に拡大するとみられます。中でも培養肉は2040年には約70兆円への成長が見込まれる注目の領域で、培養肉を含めた代替肉は伝統的な畜産業との市場シェアを逆転し、6割に上るとの予測もあります。

※出所：AT Kearney

培養魚肉も同様に、世界的な消費量の増加や水産資源の乱獲問題などを背景に注目が高まっており、すでに米国で高級レストランなどでの提供に向けた生産技術の研究が活発になっています。

こうしたフードテック分野には国内外の大企業やスタートアップが相次いで参入しており、アメリカでは培養肉メーカーが2020年の1年間だけで累計約3,400億円(31億米ドル)もの投資を受けるなど、期待と注目の集まる技術領域となっています。

NUProteinの独自技術は、DNAからRNAを抽出する鋳型の作成技術を活用し、成長因子を合成するというものです。これを支えるのが、タンパク質合成量を効率よく増大させるための特許技術群です。

少量多品種のタンパク質合成をわずか1日で可能にする小麦胚芽由来の合成技術

NUProteinはすでに、独自の小麦胚芽抽出液を用いた成長因子の合成技術を確立しています。小麦胚芽由来の合成技術において、成長因子を合成するまでのプロセスは以下のようになります。

特徴の一つは合成期間の短さです。遺伝子の増幅をPCR法で行うことで、操作がシンプルで合成期間が短く、合成までわずか1日程度で済む特徴があります。これにより合成のリードタイムを短縮し、極めて効率的な生産を行うことが可能です。

※PCR法: 「ポリメラーゼ連鎖反応（Polymerase Chain Reaction）」の略で、生物の遺伝情報をもつDNAを複製して増幅させる方法。遺伝子の研究やDNA鑑定など、幅広い分野で活用される

また、製粉所の副産物である小麦胚芽の搾り汁を利用するため、原料・管理コストを非常に安く抑えることができます。

さらに、独自配合の小麦胚芽抽出液と組み合わせることで、成長因子の活性を高め、使用量を10分の1にまで抑えられる点も優位性となっています。

※10分の1：NUProtein調べ

これらの特徴から、多くの品種に少量ずつ対応する必要のある培養魚肉に向いているとNUProteinは考えています。実際に現在、複数の培養魚肉メーカーと商談を進めており、実証実験では成長因子製造コストにおいて、当初目標としていた3,000分の1に近い結果を実現しています。

大量合成に向けたイネ由来のタンパク質合成技術

NUProteinが新たに取り組むのが、背丈が20cm程度と短く、大きくならない性質を持つ矮性（わいせい）イネを利用して、ウシやブタなどの畜肉の培養に必要なタンパク質を大量製造する技術です。

これは遺伝子組換え技術によって、米粒の白い胚乳部分に目的のタンパク質を蓄積できるイネの株を開発するというものです。イネの利用によって、培養肉の培養に必要なインスリン、トランスフェリンといった高濃度の機能性タンパク質の大量合成が可能だと、NUProtein社は考えています。

開発にあたっては、複数の大学を含めた産学連携で行う計画です。

奈良先端科学技術大学院大学は、mRNAを安定化することで、目的のタンパク質の発現量を190倍以上に増大させる技術を有しています。また、京都府立大学は異生物のタンパク質をイネの胚乳に蓄積させる技術を有しています。

プリベンテック社は農林水産省傘下の研究機関「独立行政法人農業生物資源研究所」（農研機構）からのスピンオフベンチャーで、農研機構の特許技術（特許第4019147号）をベースに設立されています。

これら3者と、タンパク質の高発現技術を有するNUProteinの連携で、早期の技術確立を目指しています。

この技術の最大の優位性は、目的とするタンパク質を小面積で安く、大量に製造可能である点です。矮性イネは草丈が低いため大量に肥料を与えても倒れないという性質があり、また丈の短さを活かした多段の水耕栽培が可能です。

イネの栽培にあたっては海上輸送に利用される40フィートコンテナを利用した人工光型の植物工場を使う予定です。

コンテナ1台分のスペースから、3キログラムの成長因子が製造できるとNUProteinは試算しており、これは現在の成長因子の販売価格に換算すると、750億円分の価値に相当します。

タンパク質を蓄積できるイネの生育には4ヶ月程度が必要で、この期間が最終製品（培養肉向け成長因子）までに必要なリードタイムとなります。

※1年に3回の収穫を行う場合

わずか1日で合成が完了する小麦由来の合成技術と比較すればリードタイムは長くなるものの、一度に大量生産が可能で、培養肉に必要なタンパク質の製造コストは小麦よりもさらに低くなると推測しています。 優れた製造効率の要因として、イネは温暖な環境下ならば1年に複数回の収穫が行える「多期作」が可能な植物であることが挙げられます。

※多期作：同じ土地で1年のうち複数回にわたり収穫を行うこと。イネは亜熱帯での多期作が可能で、実際に沖縄地方などでは2期作や3期作が行われている

国外には、遺伝子組換えのオオムギを利用して成長因子の製造を行う企業がありますが、1期作のオオムギと比較してイネは3期作が可能で、さらに収穫量も勘案すれば、計算上は面積あたり8倍程度と非常に効率のよい生産が可能となります。

以上のように、従来の小麦由来のタンパク質合成技術に加え、合成期間は数ヶ月と長くなるものの大量合成に圧倒的な優位性をもつイネ由来の合成技術を確立することで、両輪でより広く、培養肉・培養魚肉市場を支えていくことを目指します。

先述のとおりNUProteinは、以下の事業を行う計画です。

・タンパク質関連の研究を行う研究機関に向け、タンパク質の合成試薬を販売する「試薬販売事業」
・国内外の培養肉・培養魚肉メーカーに向け、人工タンパク質の合成に必要な成長因子を提供する「成長因子販売事業」
・食品・医療メーカーに向け、成長因子を大量に合成するための原料の販売・知財供与を行う「原料販売事業」

また、公的助成金も開発資金に充当しています。2021年7月期には経済産業省のサポイン（戦略的基盤技術高度化支援事業）補助金（約2,100万円）を受領しています。また、2023年7月期は、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）の補助金（約2,000万円）に採択されています。

これまでNUProteinは小麦胚芽抽出物を用いたタンパク質製造技術の拡大を進めており、大手メーカーとの共同研究を主体に更に継続発展させていきます。2023年からはイネを用いたタンパク質合成技術の確立を進め、より大量のタンパク質をより安価に製造する手段の開発を目指します。

今回の募集でご支援いただく資金は、イネ栽培用の植物工場の設置に利用するほか、自社の特許網拡大のための投資に活用する計画です。

まずはイネの種を開発し、その後、イネ由来の成長因子の販売や、種もみのライセンス販売により収益を得る計画です。また、植物工場施設のリースなどが収益源となる可能性もあります。

※種もみ：発芽のもととする、もみ状態の種

今後は海外培養肉・培養魚肉メーカーとの契約数をKPIとし、海外メーカーに対する露出と売上に向けた事業開発を強化します。まずは培養肉がすでに製造承認されているシンガポールを優先し、政府支援の厚いヨーロッパ、アメリカ等に対して事業開発活動を広く行う計画です。

2023年7月期は、成長因子の共同開発費用収入の増加、NEDOの補助金により、赤字幅縮小を見込んでいます。また、海外の培養肉・培養魚肉メーカー向けに、成長因子やその原料となる小麦胚芽抽出液の販売開始を計画しています。

2024年7月期以降は、培養魚肉メーカーに向けた成長因子の売上が増加し、黒字転換する計画となっています。

NUProteinは、会社売却（M&A）によるイグジットを目指しています。

欧米をはじめとした海外のフードテックのビジネスシーンにおいては、大企業の経営資源とスタートアップの最先端技術を相互に活用し、協業する事例が多く見られます。

「タンパク質合成」というテーマにおいても、製品量産やサービス拡大等が求められるタイミングで巨大な設備投資が必要になるとNUProteinは認識しており、適切にM&Aを行うことで大手の経営資源を活用しながら、世界規模の社会課題を解決していく考えです。

売却先としては、穀物メーカー、製粉メーカー、食品メーカーなどを想定しています。