プログラム自己破砕細菌による生分解性プラスチックの高度生産・分離プロセスの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11695041
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 海野 肇 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (10087471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀 克敏 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (50302956) ; 丹治 保典 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (00282848)
• Keywords: 自己破砕細菌 / PHA / 溶菌酵素 / ファージ / 遺伝子組換え体

Research Abstract

本研究は、溶菌酵素遺伝子の応用を目指している東京工業大学の研究グループが蓄積している知見と、中国清華大学の研究グループが実績を持っている組換え大腸菌を利用する知見を総合し、自己破砕能を付与したバクテリアを分子育種し、回収・精製プロセスを簡略化した効率的なポリヒドロキシアルカン酸(PHA)生産プロセスの構築を目的とする共同研究である。双方の研究グループの情報交換を横浜(於:東京工業大学生命理工学部;清華大学から2名参加)と北京(於:清華大学化学工程系;東京工業大学から2名参加)で都合2回行い、双方の研究ポテンシャルに基づいて研究計画を確認して研究を開始した。
日本側の研究グループを中心に、Xylプロモーターを有するpX vector(グルコースの存在によりXylプロモーターの働きが抑制される)にBacillus amyloliquefaciensに感染するファージの溶菌酵素の遺伝子を挿入したシャトルベクターを、B.megateriumの染色体上に組み込むことにより、PHA生産能と自己破砕能を兼ね備えた組換え体を得た。この組換え体によるPHAの生産を二段培養法を採用して試み、Xylプロモーターが誘導される条件に達すると自己破砕して溶菌することを確認した。培養結果の分析から上清中に多くのPHBVが生産されていることを確認した。また、中国側の研究グループを中心に、Ralstonia eutrophaのPHA合成遺伝子ならびにファージの溶菌酵素遺伝子を同一プラスミド上に乗せたPHA合成能を有する自己破砕菌を作製した。この組換え体の培養結果からPHAの菌体内濃度90%以上に高まった段階で菌体の自己破砕が確認された。

Research Products

• [Publications] Anthony M.: "Cloning and expression of a gene encoding Bacillus amylo-liquefaciens phage: evidence of an auxiliary lysis system"J.Bioscience and Bioengineering. 88・2. 221-225 (1999)
• [Publications] Koji Suda: "Evidence for a novel Chlorella virus-encoded alginate lyose"FEMS Microbiology Letters. 180. 45-53 (1999)
• [Publications] Huimin YU: "Construction and study of Vitreoscilla hemoglobin gene (vgb) in recombinant Escherichia coli to produce poly-β-hydroxybutyrate (PHB)"The 5^<th> Asia-Pacific Blochemical Engineering Conference. Abstract. 322 (1999)