生分解性プラスチックを低温、高圧下で分解する微生物の分離と分解評価法の確立

• 研究課題/領域番号: 21580106
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 加藤 千明 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, 上席研究員 (90360750)
• 研究分担者: 佐藤 孝子 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, 技術研究副主幹 (20371734)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 微生物利用学 / 深海微生物 / 好圧性微生物 / 生分解性プラスチック / 生プラ分解性微生物 / Moritella属 / リパーゼ / エステラーゼ / 連続加圧培養評価装置 / Shewanella属 / 遺伝子クローニング / しんかい6500 / かいこう7000II

研究概要

潜水調査船「しんかい6500」および「かいこう7000II」にて、千島海溝深度3500～ 4800m、日本海溝深度5000～ 7000mの海底より採取された底泥サンプルから、生分解性プラスチック分解微生物を分離した。得られた微生物は、低温、高圧下といった条件でよく成育し、そうした条件下でも同プラスチック分解活性を良好に保持していた。また、分離された微生物を使って、低温・高圧下での同プラスチック分解性を評価するための「連続加圧培養分解評価装置」を新規に開発し、その有用性について明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] Microbiology of piezophiles in deep-sea environments. In :"Extremo-philes : Microbiology and Biotechnology" (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 雑誌名: Caister Academic Press, Norfolk, UK ページ: 233-263
• [雑誌論文] New type of pressurized cultivation method providing oxygen for piezotolerant yeast. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiraki, T., Sekiguchi, T., Kato, C., Hatada, Y., Maruyama, T., Abe, F. and Konishi, M.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: 113(2) ページ: 220-223
  • NAID: 110009418672
• [雑誌論文] New type of pressurized cultivation method providing oxygen for piezoto lerant yeast (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiraki, T., Sekiguchi, T., Kato, C., et al.
  • 雑誌名: J.Biosci.Bioeng. 巻: 113 ページ: 220-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbiology of piezophiles in deep-sea environments (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 雑誌名: Extremophiles : Microbiology and Biotechnology 巻: (Review article) ページ: 233-263
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of piezophiles. In :"Extremophiles Handbook" (2011)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 雑誌名: Springer-Verlag ページ: 643-655
• [雑誌論文] Biodegradation of aliphatic polyesters soaked in deep seawaters and isolation of poly(ψ-caprolactone)-degrading bacteria. Polym (2011)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T., Saika, A., Nomura, K., Watanabe, T., Watanabe, T., Fujimoto, Y., Enoki, M., Sato, T., Kato, C. and Kanehiro, H.
  • 雑誌名: Deg. Stab 巻: 96 ページ: 1397-1403
• [雑誌論文] Biodegradation of aliphatic polyesters soaked in deep seawaters and isolation of poly (ε-caprolactone)-degrading bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T., Kato, C., et al
  • 雑誌名: Polym.Deg.Stab. 巻: 96 ページ: 1397-1403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Procedure of isolation of the plastic degrading piezophilic bacteria from deep-sea environments. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T., Sato, T., Enoki, M., Kanehiro, H. and Kato, C.
  • 雑誌名: J. Jpn. Soc. Extremophiles 巻: 9 ページ: 25-30
• [雑誌論文] Isolation and characterization of biodegradable plastic degrading bacteria from deep-sea environments (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T., Sato, T., Enoki, M., Kanehiro, H. and Kato, C.
  • 雑誌名: JAMSTECR 巻: 11 ページ: 33-41
  • NAID: 130002148823
• [雑誌論文] 生分解性プラスチックの深海微生物による分解性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明、関口峻允
  • 雑誌名: イノベーションニュース 巻: 12 ページ: 6-7
• [雑誌論文] Procedure of isolation of the plastic degrading piezophilic bacteria from deep-sea environments. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T.
  • 雑誌名: J.Jpn.Soc.Extremophiles 巻: 9 ページ: 25-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of biodegradable plastic degrading bacteria from deep-sea environments. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T.
  • 雑誌名: JAMSTECR 巻: 11 ページ: 33-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] 5.1 Distribution of piezophiles. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 雑誌名: Extremophiles Handbook (Springer-Verlag, Tokyo)(Eds.Horikoshi, K., Antranikian, G., Bull, A., Robb, F., Stetter, K.) ページ: 643-655
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生分解性プラスチックの深海微生物による分解性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 雑誌名: イノベーションニュース 12 ページ: 6-7
• [雑誌論文] Biodegradation of aliphatic polyesters soaked in deep seawaters and the isolation of the biodegrading bacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T.
  • 雑誌名: Polym.Deg.Stab. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Procedure for isolation of the plastic degrading piezophilic bacteria from deep-sea environments (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T.
  • 雑誌名: Jpn.J.Soc.Extremophiles 9(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of biodegradable plastic degrading bacteria from deep-sea environments (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, T.
  • 雑誌名: JAMSTEC Report of Research and Development 11(印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] 深海微生物によるポリマー分解と連続加圧培養システムの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院、沖縄県西原町(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] 深海バイオの展開:深海微生物によるバイオポリマーの分解と生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 明治大学科学技術研究所公開講演会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス、川崎市(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] 深海微生物によるポリマー分解と連続加圧培養システムの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 第52回高圧討論会、沖縄キリスト教学院
  • 発表場所: 沖縄県西原町
• [学会発表] 座間千夏、関口峻允、藤岡明日香、石田真巳、榎牧子、加藤千明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 座間千夏、関口峻允、藤岡明日香、石田真巳、榎牧子、加藤千明
  • 学会等名: 第12回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 長崎大学良順会館、長崎市
• [学会発表] 継続的な酸素供給を可能にした高圧培養装置の開発と深海由来酵母を用いた装置評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 開俊樹,関口峻允,加藤千明,秦田勇二,丸山正,阿部文快,小西正朗
  • 学会等名: 第12回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 長崎大学良順会館、長崎市
• [学会発表] 深海バイオの展開:深海微生物によるバイオポリマーの分解と生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 明治大学科学技術研究所公開講演会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス、川崎市
• [学会発表] 生分解性プラスチック分解微生物が生産するエステラーゼの遺伝子解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 座間千夏、関口峻允、藤岡明日香、石田真巳、榎牧子、加藤千明
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部2011年度大会
  • 発表場所: 東洋大学、群馬県板倉町
• [学会発表] 深海性の生分解性プラスチック分解微生物が産生するエステラーゼに関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 座間千夏、関口峻允、藤岡明日香、榎牧子、石田真巳、兼廣春之、加藤千明
  • 学会等名: 第14回マリンバイオテクノロジー学会大会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター、静岡市
• [学会発表] 深海環境に適応した微生物の探索と利用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明、関口峻允、山中茂、兼廣春之、榎牧子
  • 学会等名: 第14回マリンバイオテクノロジー学会大会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター、静岡市
• [学会発表] 深海由来の生分解性プラスチック分解微生物および細胞外高分子物質産生微生物の分離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允、座間千夏、坂本詩織、緒方亜実、榎牧子、兼廣春之、伊藤吹夕、山中茂、多米晃裕、植松勝之、宮崎征行、佐藤孝子、河戸勝、能木裕一、加藤千明
  • 学会等名: 第14回マリンバイオテクノロジー学会大会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター、静岡市
• [学会発表] 深海からの好圧性有用細菌の探索とその性質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允、宮崎征行、座間千夏、緒方亜実、坂本詩織、伊藤吹夕、山中茂、佐藤孝子、河戸勝、植松勝之、榎牧子、能木裕一、兼廣春之、加藤千明
  • 学会等名: 第11回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 京都大学、宇治市
• [学会発表] 深海からの好圧性有用細菌の探索とその性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允
  • 学会等名: 第11回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 京都大学、宇治市
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] 好圧性生分解性プラスチック分解微生物の分離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Investigation of piezophilic microorganisms and their application for environmental protection. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 学会等名: 8^<th> International Congress on Extremophiles.
  • 発表場所: Teatro Micaelense, Ponta Delgada, Portugal.(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Possible application of deep-sea piezophilic microorganisms for plastic degradation and polymer production. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 学会等名: 2^<nd> Deep-sea Microbiology Workshop.
  • 発表場所: University of Brest, France.(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Investigation o f useful piezophilic microorganisms from deep-sea environments. (2010)
  • 著者名/発表者名: Chiaki Kato
  • 学会等名: 6^<th> International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology.
  • 発表場所: Technische Universytat Munchen, Germany.
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Isolation and characterization of piezophilic biodegradable-plastic-degrading bacteria from deep-sea environments. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi SEKIGUCHI
  • 学会等名: 6^<th> International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology.
  • 発表場所: Technische Universytat Munchen, Germany.
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Biodegradation of aliphatic polyesters by deep-sea microorga nisms. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mona Windmeisser
  • 学会等名: 特殊環境微生物セミナー
  • 発表場所: 京都大学、宇治市
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Mechanisms of pressure-regulated gene expression and pressure adaptation of proteins in deep-sea piezophilic bacteria. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 学会等名: 11^<th> Asian Pacific Congress for Transcription
  • 発表場所: Nakijin Community Center, Okinawa, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-02
• [学会発表] Development of a continuously high-pressure cultivation system for a degradability evaluation of biodegradable plastics in deep-sea. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Sekiguchi
  • 学会等名: 11^<th> Asian and Oceanian Conference on Transcription.
  • 発表場所: Nakijin Community Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2010-07-02
• [学会発表] Biodegradation of aliphatic polyesters by deep-sea microorganisms. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mona Windmeisser
  • 学会等名: 11^<th> Asian and Oceanian Conference on Transcription.
  • 発表場所: Nakijin Community Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2010-07-02
• [学会発表] 深海微生物における高圧適応のメカニズムとその応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 日本低温工学会
  • 発表場所: 東京工業大学、東京都(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] 深海環境からの好圧性有用細菌の探索とその性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京大学、東京都
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 新規好圧性生分解性プラスチック分解菌からの酵素の圧力適応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允, ほか
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京大学、東京都
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 深海環境からの好圧性有用細菌の探索とその性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: Blue Earth'10 シンポジウム
  • 発表場所: 東京海洋大学、東京都
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] 深海からの好圧性生分解性プラズチック分解菌の分離とその性状 (2010)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允
  • 学会等名: Blue Earth'10 シンポジウム
  • 発表場所: 東京海洋大学、東京都
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] 新規好圧性生分解性プラスチック分解菌からの酵素の圧力適応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤岡明日香
  • 学会等名: Blue Earth'10 シンポジウム
  • 発表場所: 東京海洋大学、東京都
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] 深海微生物による脂肪族ポリエステルの生分解について (2010)
  • 著者名/発表者名: 座間千夏、Mona Windmeisser、関口峻允、藤岡明日香、榎牧子、兼廣春之、加藤千明
  • 学会等名: 第11回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 京都大学、宇治市
• [学会発表] Possible application of deep-sea piezophilic microorganisms for plastic degradation and polymer production. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 学会等名: 2nd Deep-sea Microbiology Workshop
  • 発表場所: Brest, France
• [学会発表] Investigation of piezophilic microorganisms and their application for environmental protection (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, C.
  • 学会等名: 8th International Congress on Extremophiles
  • 発表場所: Azores, Portugal
• [学会発表] 好圧性生分解性プラスチック分解微生物の分離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允・藤岡明日香・宮崎征行・河戸勝・佐藤孝子・榎牧子・能木裕一・兼廣春之・加藤千明
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育機能開発総合センター、札幌市
• [学会発表] Investigation of useful piezophilic microorganisms from deep-sea environments (2010)
  • 著者名/発表者名: Chiaki Kato, Takayoshi Sekiguchi, Makiko Enoki, Haruyuki Kanehiro, Fuyu Ito and Shigeru Yamanaka
  • 学会等名: 6th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology
  • 発表場所: Technische Universytat Munchen, Germany
• [学会発表] Isolation and characterization of piezophilic biodegradable-plastic-degrading bacteria from deep-sea environments (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi SEKIGUCHI, Asuka FUJIOKA, Masayuki MIYAZAKI, Masaru KAWATO, Takako SATO, Makiko ENOKI, Yuichi NOGI, Haruyuki KANEHIRO, Chiaki KATO
  • 学会等名: 6th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology
  • 発表場所: Technische Universytat Munchen, Germany
• [学会発表] 深海好圧性細菌の有用性について (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 特殊環境微生物セミナー
  • 発表場所: 京都大学、宇治市
• [学会発表] 好気的加圧培養装置の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允,宮崎柾行,能木裕一,開俊樹,小西正朗,佐藤孝子,榎牧子,兼広春之,加藤千明
  • 学会等名: 特殊環境微生物セミナー
  • 発表場所: 京都大学、宇治市
• [学会発表] Biodegradation of aliphatic polyesters by deep-sea microorganisms (2010)
  • 著者名/発表者名: Mona Windmeisser, Takayoshi Sekiguchi, Asuka Fujioka, Makiko Enoki, Haruyuki Kanehiro and Chiaki Kato
  • 学会等名: 特殊環境微生物セミナー
  • 発表場所: 京都大学、宇治市
• [学会発表] Development of a continuously high-pressure cultivation system for a degradability evaluation of biodegradable plastics in deep-sea (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Sekiguchi, Masayuki Miyazaki, Yuichi Nogi, Toshiki Hiraki, Masaaki Konishi, Takako Sato, Makiko Enoki, Haruyuki Kanehiro and Chiaki Kato
  • 学会等名: 11th Asian and Oceanian Conference on Transcription
  • 発表場所: Okinawa, Japan
• [学会発表] Biodegradation of aliphatic polyesters by deep-sea microorganisms (2010)
  • 著者名/発表者名: Mona Windmeisser, Takayoshi Sekiguchi, Asuka Fujioka, Makiko Enoki, Haruyuki Kanehiro and Chiaki Kato
  • 学会等名: 11th Asian and Oceanian Conference on Transcription
  • 発表場所: Okinawa, Japan
• [学会発表] 地球システムの中で微生物の果たす役割-ポリマー分解と深海微生物- (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 横須賀市民大学
  • 発表場所: 横須賀市市民ホール、横須賀市
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] 有用深海微生物の探索-プラスチック分解と環境に優しい新素材開発- (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 第5回いわて海洋バイオテクノロジー研究会・公開セミナー
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター、盛岡市
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] 好圧性微生物の探索と応用-生分解性プラスチック素材は深海で分解できるか?- (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 生物高分子学会、シンポジウム「極限環境生物の生命科学」
  • 発表場所: 広島大学、東広島市
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] 新規好圧菌 Moritella sp.JT01 株由来PCL分解酵素の精製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤岡明日香
  • 学会等名: 第10回極限環境微生物学会年会
  • 発表場所: 明治大学、東京都
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] 深海からの好圧性生分解性プラスチック分解菌の分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允
  • 学会等名: 第10回極限環境微生物学会年会
  • 発表場所: 明治大学、東京都
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] 深海の生物ワールド-ポリマー分解と深海微生物- (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 信州大学セミナー「深海の生物ワールド」
  • 発表場所: 信州大学繊維学部、上田市
  • 年月日: 2009-10-16
• [学会発表] 新規の好圧性微生物の探索と応用-プラスチック分解菌と新素材生産菌の探索- (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: 第5回広島大学・海洋研究開発機構・近畿大学合同セミナー
  • 発表場所: 広島大学、東広島市
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] 好圧菌を用いた生分解性プラスチックの分解評価法の開発に向けて (2009)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允
  • 学会等名: 第5回広島大学・海洋研究開発機構・近畿大学合同セミナー
  • 発表場所: 広島大学、東広島市
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] Investigation for Novel Piezophilic Microorganisms, and Their Applications-Biodegradable Plastics and Deep-sea Bacteria- (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤千明
  • 学会等名: JHPBB2009
  • 発表場所: AIST, Tokyo
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Isolation and characterization of the biodegradable plastic degrading bacteria from the Kurile and Japan Trenches (2009)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允
  • 学会等名: JHPBB2009
  • 発表場所: AIST, Tokyo
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Isolation and characterization of the biodegradable plastic degrading bacteria from the deep-sea sediments in the Calyptogena communities (2009)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允
  • 学会等名: 4thCBE2009
  • 発表場所: Bankoku-Shinryokan, Okinawa
  • 年月日: 2009-06-30
• [学会発表] 千島海溝、日本海溝からの生分解性プラスチック分解微生物の分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 関口峻允
  • 学会等名: 第12回マリンバイオテクノロジー学会大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京都
  • 年月日: 2009-05-30
• [産業財産権] 新規有用深海細菌 (2011)
  • 発明者名: 加藤千明、山中茂、伊藤吹夕、榎牧子、関口峻允、兼廣春之
  • 権利者名: 独立行政法人海洋研究開発機構、国立大学法人東京海洋大学、国立大学法人信州大学
  • 出願年月日: 2011-03-30
• [産業財産権] 新規有用深海細菌 (2011)
  • 発明者名: 加藤千明、山中茂、伊藤吹夕、榎牧子、関口峻允、兼廣春之
  • 権利者名: 加藤千明、山中茂、伊藤吹夕、榎牧子、関口峻允、兼廣春之
  • 産業財産権番号: 2011-076600
  • 出願年月日: 2011-03-30
• [産業財産権] 新規微生物,及び該微生物を使用して生分解性プラスチックの生分解性を試験する方法 (2009)
  • 発明者名: 加藤千明、兼廣春之、佐藤孝子、関口峻允
  • 権利者名: 独立行政法人海洋研究開発機構、国立大学法人東京海洋大学
  • 出願年月日: 2009-03-04