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Role of Mer transporters in the transport of toxic metals and rare metal in Escherichia coli and usability for environmental purification.

Research Project

Project/Area Number 18K06664
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

Ohshiro Yuka  北里大学, 薬学部, 助教 (60550035)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords水銀耐性遺伝子 / 金属輸送活性 / 希少金属 / 金属汚染浄化 / ファイトレメディエーション / 複合汚染浄化 / 蓄積 / 環境衛生 / 水銀輸送遺伝子 / 環境浄化 / 金属
Outline of Final Research Achievements

The characteristics of bacteria take up mercury into cells via Mer superfamily, i.e., MerC, MerE, MerF, MerT, or MerP, have been applied in engineering of bioreactor used for phytoremediation. Our objective was to clarify individual role of MerC, MerE, MerF, MerT, or MerP and potential in transport of toxic metals and rare metals. The E. coli cells that carried mer recombinants were treated with Cu, Au, or Sb. MerC or MerT+MerP recombinants accumulated significantly more Cu and Au than control. The cells that expressed MerC, MerE, MerF, or MerT accumulated significantly more Sb than control. Consequently, we demonstrated that MerC, MerE, MerF, and MerT are broad-spectrum metals transporters. Our results suggested that MerC is the most efficient tool and it was expected that not only the purification of toxic metal pollution but also the recovery of rare metals could be achieved.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、水銀等の有害金属や希少金属を含む電気電子機器廃棄物の不適切な処理により、特に途上国において環境が汚染され健康リスクが高まっている。土壌浄化の社会的需要の増加に伴い、経済的で環境負荷の少ない「植物による環境浄化」に注目が集まっているが、浄化期間の長さや効率に課題を抱えている。本研究から、微生物由来のMer輸送体が有害金属、貴金属、希少金属の取り込み活性を持つことが明らかとなり、Mer輸送体は植物による環境浄化の課題の克服の切り札となると期待される。また、希少金属の回収に利用することで、国際的な価格高騰が問題となり、先端産業の必須材料である希少金属の新たな供給源の確保に繋がると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cadmium transport activity of four mercury transporters (MerC, MerE, MerF and MerT) and effects of the periplasmic mercury-binding protein MerP on Mer-dependent cadmium uptake.2020

    • Author(s)
      Ohshiro Y, Uraguchi S, Nakamura R, Takanezawa Y, Kiyono M.
    • Journal Title

      FEMS Microbiology Letters

      Volume: 367 Issue: 21

    • DOI

      10.1093/femsle/fnaa177

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Pseudomonas K-62 pMR68上のmer operonの発現機構及び新規遺伝子の機能解析2020

    • Author(s)
      大城有香,山岡千容,浦口晋平,中村亮介,高根沢康一,清野正子
    • Organizer
      フォーラム2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 水銀トランスポーター MerT による水銀輸送におけるシステイン残基の役割2020

    • Author(s)
      大城有香,浦口晋平,中村亮介,高根沢康一,清野正子
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 水銀トランスポーターMerCの元素選択性の解析2019

    • Author(s)
      大城有香,川口航輝, 浦口晋平, 中村亮介,高根沢康一, 清野 正子
    • Organizer
      フォーラム2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Mer 輸送体の Au 輸送能に関する研究2019

    • Author(s)
      金子莉子、大城有香、浦口晋平、中村亮介、高根沢康一、清野正子
    • Organizer
      日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 微生物由来の水銀トランスポーターの金属輸送能及びファイトレメディエーションへの展開2019

    • Author(s)
      大城有香、浦口晋平、中村亮介、高根沢康一、清野正子
    • Organizer
      第4回トランスポーター研究会関東部会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Pseudomonas K-62株由来pMR68上のmer operonの発現調節機構2019

    • Author(s)
      大城有香、山岡千容、浦口晋平、中村亮介、高根沢康一、清野正子
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 水銀耐性菌Pseudomonas K-62株由来pMR68上の新規遺伝子の機能解析2019

    • Author(s)
      曽根有香、常盤修平、山岡千容、浦口晋平、中村亮介、高根沢康一、清野正子
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 水銀トランスポーターの有害元素及び微量元素輸送に関する研究2019

    • Author(s)
      金子莉子、曽根有香、浦口晋平、中村亮介、高根沢康一、清野正子
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] MerC組換え植物を利用した有害元素複合汚染のファイトレメディエーション2018

    • Author(s)
      曽根有香、金澤早紀、浦口晋平、中村亮介、高根沢康一、清野正子
    • Organizer
      フォーラム2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 北里大学薬学部公衆衛生学教室ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.kitasato-u.ac.jp/kouei/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Research-status Report 2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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