本研究は、AQIと、学術的な基盤を持つScience Tokyo、最先端のAI技術を有するSyntheticGestaltが参画しています。朝日集團控股株式會社
朝日品質與創新公司
作爲朝日集團控股公司（總部位於東京，社長勝木敦志，以下簡稱AGH）的獨立研究子公司，朝日品質與創新公司（社長永富康司，以下簡稱AQI）與SyntheticGestalt公司（社長島田幸輝，以下簡稱SyntheticGestalt）及國立高校法人東京科學大學（理事長大竹尚登，以下簡稱Science Tokyo）共同於2024年下半年啓動了利用AI技術的PET瓶分解技術「生物回收」的研究。本研究旨在與傳統PET回收方法相比，減少對環境的負擔和降低成本。
「生物回收」是一種將PET材料返回中間原料後重新聚合的新型PET樹脂製造方法。儘管其本質上與「化學回收」相同，但通過將化學分解過程替換爲酶分解，並利用生物來源的分解酶，可以大幅降低反應溫度，從而使回收能夠在常溫常壓下進行，這可能解決傳統方法所面臨的挑戰。我們將盡早發現最有效分解PET材料的新型PET酶（PET塑料的分解酶，讀音：Pīyǐtī Éisī），以實現「生物回收」的確立。
※1：通過化學分解將材料返回至中間原料後，重新聚合生產的新型PET樹脂。回收的使用過的
PET瓶經過挑選、粉碎、清洗去除異物後，進行解聚，以獲得PET樹脂的原料
或分解、精煉至中間原料，並聚合生成新型PET樹脂的過程。
三方的角色
本研究涉及AQI及其在學術基礎上參與的Science Tokyo和擁有最先進AI技術的SyntheticGestalt。
AQI作爲該群的獨立研究子公司，將利用來自Asahi飲料等業務公司的知識，對本研究中獲得的PETase的市場需求和業務挑戰進行實用化評估。
Asahi集團把2040年設定爲應對氣候變化的中長期目標，力求在Scope1、2及Scope3中實現CO2排放量「淨零」的「Asahi碳零」。此外，Asahi集團運營飲料業務，流通了大量的PET制容器，因此設立了在2030年前將「PET瓶100%更換爲回收材料、生物來源材料等」的目標。本研究是實現這些目標的重要努力。
SyntheticGestalt利用其AI技術，發現了全球第二例的新型MHETase（PET瓶生物回收必不可少的酶）和4種新型PETase（PET塑料分解酶），並擁有發現多種未知酶的成就。本研究將利用改良的AI技術，將教師數據※2擴大5倍，從2.5億種基因庫中探索高功能、高附加值的新PETase。該公司是經濟產業省·NEDO提供的國內基礎模型開發支持項目GENIAC的選擇企業，正在開發全球最大分子基礎AI模型。此外，也被經濟產業省的J-Startup選定，與日英的跨國團隊共同推進本研究。
※2：作爲信息附加給AI進行學習的問題和答案的數據
Science Tokyo地球生命研究所的藤島研究室和寺坂研究室主要利用在分子進化工程研究中積累的成果負責實驗（溼實驗室）及評估。藤島研究室和寺坂研究室擁有從數百萬種序列中選擇特定功能蛋白質，並進一步改造的技術，在本共同研究中將採用最先進的實驗技術和學術視角推進項目。
今後的展望
目前，自然界中據說存在數十億種酶，但其中許多的功能尚未被闡明，認爲還有許多在功能上優於已知酶的未知酶。
本研究旨在通過AI的應用高效發現人類迄今爲止未知的新型PETase。AI分析可以迅速從龐大的基因數據中識別出有希望的酶候選序列，使得以往不可能達到的速度進行新酶的探索成爲可能。通過這種方法，預計能夠實現對環境影響較低的PET瓶回收技術。
三方已經新發現了10種有希望的PETase候選，並通過實驗確認其具備一定的分解功能。未來，Science Tokyo的實驗團隊將進一步驗證這些候選，通過選擇和改良酶，期待實現更具創新性的酶發現，以推進技術的實用化。通過這些努力，我們期望到2026年開發出具備可操作的示範工廠規模活性的PETase。