Project/Area Number |
22K05941
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
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Research Institution | Tokyo University of Technology |
Principal Investigator |
松井 徹 東京工科大学, 応用生物学部, 教授 (90372812)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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Keywords | エチレンブラシレート / 微生物分解 / スクリーニング / 生分解 / PPCPs / 大環状ラクトン / 微生物 |
Outline of Research at the Start |
本研究は、医薬品及び生活関連物質(PPCPs:Pharmaceuticals & Personal Care Products)として懸念される合成ムスクの一種である大環状ラクトン分解微生物の探索とその性質を解明することにより、大環状ラクトン化合物の微生物分解の多様性、PPCPs分解プロセスの向上、医薬中間体等の機能性化学品生産への応用の基盤を構築することを目的とし、環境中からのエチレンブラシレート(EB)分解菌のスクリーニングと多様性解析、ゲノム解析等を含む当該分解菌の性質解明、環境浄化系における大環状ラクトン分解菌の活用を進める。
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Outline of Annual Research Achievements |
1.エチレンブラシレート(EB)分解菌のスクリーニング 八王子市高尾山周辺地域より土壌、植物等の環境試料を採取し、EBを炭素源とした集積培養によりEB分解菌のスクリーニングを行った。EBを唯一の炭素源として、120の土壌試料から50株程度の候補株を分離した。さらに、安定な生育を示す菌を10株選抜した。16SrRNA遺伝子全長解析し、DDBJ/NCBI/EMBL登録を行った。(それぞれ、EB4h, EB10e, EB10f, EB10h, EB11a, EB11i, EB11j, EB11k, EB11L (accession number LC756462~756471)として登録)。同定の結果、β-proteobacteria, γ-proteobacteria, Actinomycetes, Firmicutes (Bacillus sp.) と多様な細菌が得られた。さらに海洋中に拡散した汚染物の分解を目的として高塩濃度下での分解菌スクリーニングを開始した。 2.分解代謝物の解析 新規に分離した菌株のEB分解経路を明らかにすることを目的に、培養抽出液からの分解代謝物検出を試みた結果、良好な生育が見られた培養抽出液からGCMSにより代謝物と思われるピークがほとんど認められなかったことから、速やかな分解が起こっていると考えられた。そこで、休止菌体反応によりEB分解反応を行ったところ、エステル化処理試料に大きな分解代謝物ピークが認められ、ブラシル酸ジメチルエステルと同定された。さらに反応液上清を水層分析用GCカラムにより分析したところ、エチレングリコールと同じ保持時間にピークが認められた。以上より、分離株はEBをリパーゼ等のエステル分解酵素によりブラシル酸とエチレングリコールに分解していることが明らかとなった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1.エチレンブラシレート(EB)分解菌のスクリーニング:安定した生育を示す多様なEB分解細菌が得られたことから、詳細な検討を進める基盤ができたといえる。高塩濃度条件下での分解菌スクリーニングも分解菌取得のめどが立ったことから、八王子市の主催する学生発表会にて報告を行った。詳細な解析を進める予定である。2.分解メカニズムの解明:休止菌体法を適用することにより分解産物の同定を行うことができた。各種大環状ラクトン化合物に関する分解スペクトルを検討するとともに、次世代シーケンサによるゲノム解析を進め、分解関連遺伝子の解明を行う。 以上のことから、当該年度計画事項に関しては概ね順調に進展していると言える。
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Strategy for Future Research Activity |
1.分解関連遺伝子解析-EB分解菌および高塩濃度EB分解菌について次世代シーケンサによるゲノム解析を行い、その結果から、エステル分解酵素遺伝子の抽出、遺伝子組換えによる発現と分解特性検討を行う。各種大環状ムスク化合物分解性との相関を行い、リパーゼと分解活性相関を明らかにする。 2.分解活性の向上-分離菌は、糖類を用いた場合においても十分な分解活性を有することから、高密度培養を目的とした培養条件の最適化と分解活性の向上を目指す。具体的には、温度、pH等の基本条件に加え、生育炭素源、培地組成の最適化を行う。 3.分解微生物群による複合基質の分解-環境中での分解挙動を知るために、基質を混合し、本研究での分解菌を用いた複合基質の分解経過を解析する。各種基質の分解の優先順位、分解微生物を混合した場合の残存性と培地組成の関係を明らかにする。
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