水銀代謝遺伝子を用いた水銀のバイオレメディエーション

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12771447
• Research Institution: Setsunan University
• Principal Investigator: 清野 正子 摂南大学, 薬学部, 助手 (30239842)
• Keywords: 水銀代謝遺伝子 / バイオレメディエーション / 水銀浄化 / ポリリン酸キナーゼ遺伝子 / 水銀輸送遺伝子 / 有機水銀分解酵素遺伝子 / 固定化細胞 / アルギン酸ナトリウム

Research Abstract

筆者は水銀耐性菌Pseudomnas K-62の水銀代謝遺伝子を利用した水銀浄化法の開発を目指し、以下の成果を得た。本水銀代謝遺伝子とポリリン酸キナーゼ遺伝子を融合させたプラスミド、pMKB18(pUC119:merR-o/p-merT-merP-merB-ppk)を構築し、大腸菌に形質転換した。本系は菌体内に取り込まれた水銀化合物をポリリン酸のキレート体として回収することを期待している。本組換え菌について、各遺伝子の発現条件ならびに水銀浄化への利用性を検討した。本菌株のtotal celllysateをSDS-PAGEにより分離後、水銀輸送蛋白質MerTおよびポリリン酸キナーゼPPKに対するペプチド抗体を用いて、ウエスタンプロット法により各分子の検出を行った。その結果、低濃度の水銀存在条件下で、MerTおよびPPKの発現量が上昇することが明らかとなった。また、本組換え菌は、対照株に比べて有機・無機水銀に対する耐性がそれぞれ有意に上昇した。次に、本菌の水銀浄化活性を菌体内に取り込まれた水銀量または溶液中の残存水銀量を高感度還元気化水銀分析装置を用いて測定することにより評価したところ、菌体内水銀蓄積量が上昇するのに伴い、溶液中の水銀残存量が減少することが明らかになった。最後に、アルギン酸ナトリウム処理により本菌から作成した固定化細胞を用いた水銀化合物の浄化・回収の利用性について検討した。本組換え菌を固定化細胞(直径2.7mm)とした後、カラムに充填した際の水銀浄化活性の限界値は無機水銀6μM、フェニル水銀15μMであった。また、本固定化細胞は低栄養条件下においても高い水銀浄化活性を示したことから、本システムは、排水中の水銀浄化法として有用であることが示唆された。本研究は、微生物のもつ有用遺伝子を利用した環境浄化の実用化への足がかりになると期待される。

Research Products

• [Publications] Masako Kiyono: "Evaluation of ppk-specified polyphosphate as a mercury remedial tool"Biol.Pharm.Bull.. 24・12. 1423-1426 (2001)
• [Publications] Masako Kiyono: "Polyphosphate produced in recombinent Escherichia coli confers mercury resistance"FEMS Microbiol. Lett.. (in press). (2002)