遺伝子組み換え微生物によるコンクリート生化学的解体法の実現

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24656268
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 千々和 伸浩 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (80546242)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邊 学 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (70376606)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 機能性細菌 / 形質転換 / コンクリート / 解体

Outline of Annual Research Achievements

コンクリートの生化学的解体法に必要な化学物質を菌が産出するために必要なDNA群をデータベースから調査し，これらのDNAを人工合成した．それらのDNAを発現ベクターに組み込み，これらの発現ベクターをタンパク発現機能大腸菌へと導入した．2通りの異なる分解反応系を用意したが，いずれの系においても形質転換後の大腸菌のコロニー数が極端に少なく，単離した株を培養して発現誘導物質を添加しても解体に必要な物質の生成が見られなかった．培養条件が不適切であった可能性を考え，培養条件を変えて生育状態の変化を，いずれの条件でも生育状況に大きな変化が見られなかった．遺伝子組み込みにおける問題の可能性を判断するため，導入した発現系の有無を確認したところ，系は予定通り菌に導入されていることが確認できた．これらの結果からコンクリートの分解に必要な物質が生成されていない原因として，何らかのバイアスによって生成機構の一端を担う遺伝子の発現が阻害されている可能性や，解体に必要な化学物質が菌体への負荷が大きく，遺伝子が発現した菌体が選択的に死滅している可能性が濃厚になった．対策としてコンクリートの分解に必要な化学物質を菌体外部へ速やかに排出する器官を設けることや，訓化によって菌体自身の耐性付与を行うか又は薬剤耐性の高い菌体をベースに用いることが，本手法において設計した分解反応系でコンクリートの生化学的解体を実現する上で必要なことが分かった．

Remarks

本研究の成果は特許申請を目指しているため，学会等での発表は行っていない．