| Project/Area Number |
22K05310
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 37010:Bio-related chemistry
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
飯塚 怜 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90541954)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ポリエチレンレテレフタレート / 酵素 / ポリエチレンテレフタレート |
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| Outline of Research at the Start |
ポリエチレンテレフタレート（PET）は難分解性のポリエステルだが，エステル結合を加水分解する酵素は自然界に広く存在する．このため，PETを分解する酵素の探索が行われてきた．しかし現時点で，真にPETを分解（解重合）できる酵素は4種類だけである．そこで本研究では，培養を必要としない迅速なPET分解微生物の探索法を確立する．またその探索法を実践し，未知・未培養微生物由来の新たなPET分解酵素を取得する．さらに，取得した酵素をPETのリサイクルに即した酵素へと進化させる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ポリエチレンテレフタレート（PET）分解微生物・酵素を探索する方法を確立すること，またその方法を利用して未知・未培養微生物由来の新規PET分解酵素を取得，PETのリサイクルに即した酵素へと進化させることを目指している．令和5年度は，以下の項目に取り組んだ．
(1) 要素技術の確立
油中に分散した水滴（油中水滴）にPET粉体を封入すると，外力による変形を受けにくくなることを見出した．PET粉体と微生物を封入した油中水滴の中から変形能が増大した油中水滴を回収することができれば，PET分解微生物を単離することができると考え，アガロース・アガロース分解菌の系を用い，油中水滴の変形能を利用した探索法を確立した．この成果は，Analytical Chemistry誌に掲載された．次に，この方法を利用してPET分解微生物の探索を実践すべく，微細なPET粉体を調製する方法を確立した．
(2) 堆肥メタゲノムからのPET分解酵素遺伝子の探索
高いPET分解能を示す酵素の多くは，堆肥由来の好熱性放線菌のクチナーゼである．昨年度，高温発酵堆肥より抽出したメタゲノムを鋳型にし，好熱性放線菌のクチナーゼ遺伝子に対するユニバーサルプライマーを用い，32種類の候補遺伝子を得た．各遺伝子を大腸菌で組換え発現させ，26種類のタンパク質を可溶性画分に発現させることに成功した．このうちの多くは，ポリエステル・PET分解活性を示した．また，その活性は，大腸菌における発現様式と関連することが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請時に掲げた目標は，達成することができた．今後の成果が見込まれる．
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| Strategy for Future Research Activity |
PET分解微生物の探索法をおおむね確立することができたので，その方法を実践する．また，メタゲノムより得られたPET分解酵素の機能解析を引き続き行う．
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