バイオレメディエーションにおける微生物の開放系利用に伴う安全性評価に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15310055
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤田 正憲 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70029289)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 惣田 訓 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30322176) ; 池 道彦 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40222856)
• Keywords: バイオレメディエーション / 外来微生物導入 / 遺伝子組換え体 / 遺伝子水平伝播 / 病原性微生物 / 微生物群集構造 / 窒素循環機能 / 安全性評価

Research Abstract

有害化学物質に汚染された土壌/水環境を浄化・修復するバイオレメディエーション事業において、遺伝子組換え体を含めた外来微生物を利用する際に生じ得るバイオハザード(生物由来のリスク)を予測し、また正しく評価するための科学的情報を集積、体系化するための種々の検討を行った。まず最も重要なリスクとして、外来微生物由来の遺伝子が土着の病原性微生物等有害微生物に水平伝播することによる危険性を取り上げ、その頻度を決定する要因として、自然界に導入された遺伝子組換え体の生残、組換えプラスミドを転移させ得る可動化プラスミドの存在、プラスミドの各種宿主への伝播の頻度と影響因子について、それぞれモデル実験によって調べた。一連の検討の結果、土壌や水環境試料に植種されたモデル組換え体は主に土着微生物との括抗的相互作用により急激に減少するがその後低いレベルの個体群を保って比較的長期間残存すること、自然環境中にはtra遺伝子を有し組換えプラスミドを可動化させる能力を持つと考えられる微生物がある程度の数存在していること、プラスミドは様々な条件下で土着性の広範な微生物宿主に転移され得ることなどが明らかとなり、ベクターにプラスミドを用いて構築した遺伝子組換え体が環境中に放出された場合には、遺伝子が土着微生物に転移する可能性も皆無ではないことが示唆されたが、その頻度はかなり低いものと推測された。また、この組換え遺伝子の挙動を表現することのできるダイナミックモデルのフレームを構築した。もう一つの重要なリスクとして、外来微生物の導入により土着の微生物生態系の機能と構造が大きく変化してしまう危険性にも注目し、重要な機能である窒素循環に関わる遺伝子群(amoA, nirS, nirK)の挙動をモニタリングするPCRプライマーを選定するとともに、各種環境試料についてDGGE法による微生物群集構造の解析法を確立し、影響評価のツール開発を行った。