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本研究では環境保全技術や工業技術に有用な微生物共生システムを構築するための原理、手法を明らかにすることを目的として、本申請者らが見いだしたポリビニルアルコール(PVA)分解細菌共生系を用いて分解能力が飛躍的に向上した共生系を構築するための研究を行った。まず、自然界より分離したPVA分解細菌共生系を構成するPVA分解菌Pseudomonas sp.VM15Cおよびその必須の増殖因子であるピロロキノリンキノン(PQQ)を供給するPsudomonas putida VM15Aの共生系ではPQQはPVA分解の律速因子となっている。そのため、系内のPQQ生産速度を増強することをPQQ供給菌であるPseudomonas putida VM15Aの増殖基質であるエタノールを添加することにより行い、系内でのPQQの生産速度を増加させ、PVA分解速度を大きく増加することができることがわかった。また、新たな共生系を構築することを目的として、PQQを生産することが知られているメタノール資化性菌をVM15AのかわりにPVA分解共生系のPQQ供給菌として用いることについて検討したところ、通性メタノール資化性細菌は一般に増殖炭素源の種類にかかわらず良好なPQQ生産性を示すのに対して、検討した偏性メタノール資化性細菌によるPQQの供給速度は低いものであることがわかった。それらのメタノール資化性細菌のうち高いPQQ生産性と増殖速度を示した通性メタノール資化性細菌とPVA分解菌VM15Cを用いて、ケモスタット連続培養下でPVA分解共生系を構築することを行ったところ、メタノール無添加でもその共生系は安定に保持されるとともに、メタノールを添加することによって、PVA分解効率を大きく増強できることがわかった。したがって、共生系の相互作用に基づき、PQQの生産基質を添加すること、および新たなPQQ供給菌そ用いることによって新しいPVA分解共生系を構築できることを示したことになる。
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