2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a genetically engineered microorganism able to grow on trichloroethene and its application to the treatment
| Project/Area Number |
15K12239
|
|---|
| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
|---|
Principal Investigator |
中村 寛治 東北学院大学, 工学部, 教授 (90382655)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | トリクロロエチレン / フェノールヒドロキシラーゼ / グリオキシル酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画に沿って、まず、これまでにトリクロロエチレン（TCE）を分解することが知られているフェノールヒドロキシラーゼの中で、最も効率よくTCEを分解するものを選出するため、6種類のフェノールヒドロキシラーゼ（以下、PH）遺伝子を取得し、そのTCE分解能を評価した。また、PH遺伝子は6つのタンパク質からなるマルチコンポーネントタイプの遺伝子であるため、遺伝子全体の塩基配列の比較によって、TCE分解能と遺伝子配列の関係も解析した。さらに、遺伝子発現を定量的に解析するため、レポーター遺伝子として緑色蛍光タンパク質遺伝子も導入した。その結果、TCE分解能が高い場合、TCEの分解比活性が高い場合と、TCE分解遺伝子の発現が強い場合の２つに分かれることが明らかとなった。この成果を受けて、２つの特性が、構成される６つのタンパク質のどれに起因するかを調査し、２つの特性を兼ね備えた、極めて高いTCE分解能を有する新しいハイブリッド遺伝子（２種類のPH遺伝子の組合せ）の開発に成功した。
次に、従来の研究でTCEはグリオキシル酸を経由して分解されることが分かっているため、グリオキシル酸を効率的に分解、増殖できる細菌を自然界から単離した。しかしながら、PH遺伝子の由来株（カプリアビダス属細菌）は、それらの選出グリオキシル酸分解細菌と増殖能を比較しても差がなかったことから、そのカプリアビダス属細菌を宿主として利用することに決定した。
最終段階として、TCE分解で生産される毒性物質の生産量を抑えるため、様々な、低発現プロモーターを導入して、毒性回避を回避し、TCEを唯一の炭素源と増殖可能な組換え体の開発を試みた。しかしながら、どのプロモーターを使っても、毒性を完全に回避することは出来ず、TCEで増殖可能な組換え体の作成には至らなかった。
|
