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Engineering expression of mercury transporter MerC and SNARE in Arabidopsos thaliana for phytoremediation of mercury

Research Project

Project/Area Number 19510094
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Environmental technology/Environmental materials
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

KIYONO Masako  Kitasato University, 薬学部, 准教授 (30239842)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords環境修復技術 / ファイトレメディエーション / 環境技術 / 土壌汚染防止・浄化 / 有害化学物質 / 植物 / 育種学 / 土壌汚染
Research Abstract

本研究では、毒性が軽減された形の重金属を植物に高蓄積させるための新規バイオエンジニアリングを施すことにより、汚染地域の浄化と重金属のリサイクルを目指した次世代型低負荷環境修復技術を確立することを目的とした。トランスジェニック植物の作出に際しては、(1)細菌由来の重金属トランスポーター(MerC)の植物細胞膜局在化及び重金属輸送能の付与、(2) MerCの植物解毒器官である液胞膜局在化及び重金属液胞隔離(高蓄積)能の付与という二段階構想をもっている。細菌由来のMerCは無機水銀、カドミウムを細胞外から細胞内へ輸送するトランスポーターである。また、シロイヌナズナ由来のSNAREファミリーのSYP121 は細胞膜に、AtVAM3は液胞膜に特異的に局在する一回膜貫通型の膜タンパク質である。本研究では、MerCを細胞膜や液胞膜へ効率的に輸送させるために、輸送制御タグとしてSYP121またはAtVam3 を融合したmerC-SYP121、merC-AtVAM3融合遺伝子を作成し、植物ベクターpMAT137に組換え、常法に従いシロイヌナズナに形質転換した。次に作成した遺伝子組換え植物を用いて、ゲノムPCRにより目的遺伝子のゲノムへの組換え、RT-PCRにより目的遺伝子の発現をmRNA レベルでそれぞれ確認した。さらに遺伝子組換え植物体の水銀耐性および蓄積性について検討した結果、merC-SYP121、merC-AtVAM3 遺伝子組換えシロイヌナズナにおいて、水銀耐性は野生株とそれぞれほぼ同程度であったが、水銀蓄積性は野生株に比べそれぞれ有意に上昇した。以上の結果より、merC-SYP121、merC-AtVAM3遺伝子組換え植物体は、水銀耐性を低下することなく水銀高蓄積性を示し、水銀浄化に適していると考えられた

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] The MerE prote in encoded by transposon Tn21 is a broad m ercury transporter in Escherichia coli2009

    • Author(s)
      Masako Kiyono et. al.
    • Journal Title

      FEBS Letters 583

      Pages: 1127-1131

    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Journal Article] The MerE protein encoded by transposon Tn21 is a broad mercury transporter in Escherichia coli2009

    • Author(s)
      Masako Kiyono, et. al (4)
    • Journal Title

      FEBS Letters (in press)

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      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 細菌の金属トランスポーターを利用したファイトレメディエーションのためのバイオエンジニアリング2008

    • Author(s)
      清野正子他6名
    • Journal Title

      臨床環境医学 17(2)

      Pages: 108-117

    • NAID

      10025633466

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  • [Journal Article] 細菌の金属トランスポーターを利用したファイトレメディエーションのためのバイオエンジニアリング2008

    • Author(s)
      清野正子, 他6名
    • Journal Title

      臨床環境医学 17(2)

      Pages: 108-117

    • NAID

      10025633466

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 重金属のファイトレメディエーションのためのエンジニアリング2009

    • Author(s)
      清野正子ら他6名
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-03-22
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      2008 Annual Research Report 2008 Final Research Report
  • [Presentation] 重金属のファイトレメディエーションのためのエンジニアリング、フォーラム20082008

    • Author(s)
      岡由美子、清野正子ら他5 名
    • Organizer
      衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2008-10-18
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  • [Presentation] 重金属のファイトレメデイエーションのためのエンジニアリング2008

    • Author(s)
      岡由美子ら, 他6名
    • Organizer
      フォーラム2008 : 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2008-10-18
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Tn21由来MerEのメチル水銀輸送に関する研究2008

    • Author(s)
      曽根有香ら, 他4名
    • Organizer
      フォーラム2008 : 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2008-10-17
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  • [Presentation] Tn21 由来MerEのメチル水銀輸送に関する研究2008

    • Author(s)
      曽根有香、清野正子ら他3名
    • Organizer
      フォーラム2008 : 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2008-10-07
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] 水銀輸送体MerC 及びシンタキシンSNARE を利用した水銀高蓄積酵母の分子育種、フォーラム20072007

    • Author(s)
      清野正子ら他4 名
    • Organizer
      衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2007-11-02
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] 水銀輸送体MerC及びシンタキシンSNAREを利用した水銀高蓄積酵母の分子育種2007

    • Author(s)
      清野 正子
    • Organizer
      フォーラム2007:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2007-11-02
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 重金属高蓄積性の形質転換体および重金属汚染の浄化法2008

    • Inventor(s)
      清野正子
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人北里研究所
    • Filing Date
      2008-08-15
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 重金属高蓄積性の形質転換体および重金属汚染の浄化法2008

    • Inventor(s)
      清野正子
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人北里研究所
    • Filing Date
      2008-08-15
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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