有害重金属による環境汚染を特異的に検出するための新規生物工学技術の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450216
• Research Institution: Tohoku Gakuin University
• Principal Investigator: 遠藤 銀朗 東北学院大学, 工学部, 教授 (80194033)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 海田 輝之 岩手大学, 工学部, 教授 (30117072) ; 芳生 秀光 摂南大学, 薬学部, 教授 (80101294) ; 成田 勝 日本学術振興会, 特別研究員(PD)
• Keywords: 重金属汚染 / バイオセンサー / 遺伝子発現システム / 発光遺伝子 / 水銀耐性オペロン / 分析定量技術

Research Abstract

本研究では、生物有害重金属化合物の選択的高感度検出方法を確立することを目指して、特定の重金属化合物によってのみ選択的に遺伝子が誘導発現されるシステムなどの遺伝子発現制御システムを適用した重金属化合物検出法の開発を行った。特に、生物有害性を示す重金属化合物を特異的かつ定量的に検出する高感度バイオセンサーシステムを開発することを課題として研究を行った。
研究計画の初年度である本年度においては、上記の研究課題に対して以下のような研究成果を得ることができた。
・既存の重金属検出方法の特性評価と必要改善課題の抽出を行う。有害重金属である水銀等による環境リスクを検出し定量するための有害無機物質の既存定量分析方法の実用成績をデータベースとして整理した。
・上記の結果抽出できた重金属の新規検出・定量に関する開発課題に基づいて、安定な状態で存在する比較的無害な水銀化合物は検出せずに、生物に摂取されて細胞に対して生理的に有害な作用を及ぼす水銀化合物のみを特異的にかつ化合物種ごとに選択的に検出するための微生物細胞を用いたバイオセンサーシステムの基本形式を開発した。
・今後の研究課題について検討し、これまでのバイオセンサーシステムでは測定不可能であった低濃度範囲における重金属の環境リスクを定量するためのバイオセンサーシステムの高感度化のための必要遺伝子群をクローニングし準備した。

Research Products

• [Publications] 山賀 健史, 石井 秀学, 成田 勝, 熊谷 康, 黄 介辰, 遠藤 銀朗: "新たに発見された有機水銀分解遺伝子merB3とその発現調節系を利用した有機リン銀の検出方法に関する研究"水環境学会誌. Vol.24,No.4. 219-224 (2001)
• [Publications] C.C.Huang, M.Narita, G.Endo: "Development of bio-monitoring and biopurification system for the prevention of organomercury contamination"Proceedings of Fifth International Symposium on Environ-mental Biotechnology. 372-375 (2001)
• [Publications] T.Yamagata, M.Ishii, M.Narita, C.C.Huang, G.Endo: "Bio-affecting mercury detection using mercury resistance gene module fused with bioluminescence reporter genes"Proceedings of Asian Waterqual 2001-First IWA Asia-Pacific Resional Conference. Vol.1. 329-334 (2001)