R06【18生物工学部門】必須問題Ⅰ『解答論文例』問題Ⅰ-1 - 技術士第二次試験 -
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🔷R06_I-1｜過去問題
バイオものづくりは、GX（グリーントランスフォーメーション）を推進し地球規模での社会問題の解決と経済成長との両立を可能とし、バイオエコノミー社会を実現する技術として期待されている。中でも微生物の機能を活用したバイオものづくりは、食品、医療、化学など幅広い分野で実用化されているが、生物工学の技術者はこれからも微生物の多様な代謝や物質変換能などを社会に役立つ技術として高度化し、競争力のある製品として社会実装する必要がある。
（１）探索検討にて微生物Aが化合物Bを生成することを見出した。化合物Bは各種産業分野での利用が期待できるが、これまでに工業生産や産業利用の実績はない。生物工学分野の技術者として化合物Bを製品化するための課題を多面的な観点から３つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。
（２）前問（１）で抽出した課題の中から最も重要と考える課題を１つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、専門用語を交えて示せ。
（３）前問（２）で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
（４）前問（１）～（３）の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件を述べよ。
🔷R06_I-1｜骨子案
１．化合物B製品化への多角的課題分析
〇観点１：生産効率の最適化
・代謝経路の解明と発現制御
・スケールアップ時の生産性低下
〇観点２：分離精製技術の確立
・類似副産物との分離困難性
・効率的精製プロセスと品質管理
〇観点３：市場性と規制対応
・安全性データと規制適合性
・バイオ由来製品の市場戦略
２．最重要課題およびその解決策
▼最重要課題
・生産効率の最適化
・スケールアップ時の生産性維持
▽解決策１：代謝経路強化法
・律速段階の特定と遺伝子改変
・ゲノム編集による発現最適化
▽解決策２：培養条件最適化法
・代謝状態のモニタリングと制御
・段階的スケールアップ手法
▽解決策３：高速菌株改良法
・ハイスループットスクリーニング
・細胞融合による新規菌株開発
３．リスク及びその対応策
◇リスク及びその対応策１：代謝均衡の破綻
・必須代謝物質の合成能力低下
・代謝ネットワークバランスの評価
◇リスク及びその対応策２：スケール障壁
・混合不良と酸素供給不足
・シミュレーションとリアルタイム監視
◇リスク及びその対応策３：品質変動問題
・製品品質のばらつき発生
・高度精製と安定性評価
４．業務遂行に必要な要件
☆技術者としての倫理の観点
・安全性評価と規制遵守
・データ管理と情報開示
☆社会の持続可能性の観点
・環境負荷低減とライフサイクル評価
・循環型プロセスと持続可能技術
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