有機塩素系溶媒の高効率分解バイオリアクターの構築

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07556095
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 古川 謙介 九州大学, 農学部, 教授 (90221556)
• 研究分担者: 中村 寛治 栗田工業総合研究所, 研究員 ; 吉野 貞蔵 九州大学, 農学部, 助教授 (80117291) ; 桑野 栄一 九州大学, 農学部, 助教授 (00108672)
• キーワード: テトラクロロエチレン / トリクロロエチレン / 脱塩素化 / シュードモナス菌 / ジオキシゲナーゼ / ハイブリッド酵素 / 嫌気性菌 / バイオリアクター

研究概要

揮発性有機塩素系溶媒であるテトラクロロエチレン(PCE)およびトリクロロエチレン(TCE)はわが国をはじめ多くの先進国において深刻な環境問題となっている。本研究では、PCEおよびTCEの強力な分解菌の探索および育種を行い、クロロエチレン類を効率よく処理可能なバイオリアクターを開発する。本年度は有用菌株のスクリーニングと育種を中心に以下の研究を行った。
(1)PCE/TCE汚染土壌を含む各地の土壌からPCEを効率よく脱クロル化する研嫌気性菌のスクリーニングを行った。その結果、PCE→cis-1,2-ジクロロエチレン(DCE)へ脱クロル化する嫌気性Y51株を単離した。本菌株は0.2%酵母エキスを含む無機培地で増殖を伴いながら100ppmのPCEを3日間で完全にDCEへと脱クロル化した。Y51株は0.5〜0.7x2〜3mmの長かん菌で電子顕微鏡の観察により数本の周べん毛が認められた。PCEを脱クロル化する嫌気性菌を世界ではじめて純粋分離することに成功した。
(2)ビフェニルジオキシゲナーゼとトルエンジオキシゲナーゼから構築したハイブリッド酵素遺伝子をシュードモナス菌の染色体に組み込んだ。すなわち、todC1遺伝子のみをビフェニル資化菌のbphオペロン上のbphA1と置換することにより染色体上にハイブリッドオペロンをもつシュードモナス株を取得した。この株はビフェニル、トルエン、ベンゼンなどに増殖でき、TCEおよびDCEを極めて効率よく分解した。

研究成果

• [文献書誌] Furukawa,K.and Kimura,N.: "Biochemisry and genetics of PCB metabolism" Environ.Health Perspectives. 103. 21-23 (1995)
• [文献書誌] Kimura,N.,Furukawa,K.et al.: "Analysis of substrate range of biphenylcatabolic enzymes" Biosci.Biotech.Biochem.60. 220-223 (1996)
• [文献書誌] Furukawa,K.et al.: "Construction of hybrid operons confering expanded capability for aromatic hydrocarbons" Molecular Biology of Pseudomonas. in press. (1996)
• [文献書誌] Furukawa,K.: "Microbial degradation of PCB" OECD Documents Bioremediation. 161-167 (1995)
• [文献書誌] Furukawa,K.et al.: "Evolutionary relationship of catabolic function in soil bacteria" Microbial Diversity Time and Space. in press. (1996)
• [文献書誌] 古川謙介(分担執筆): "地球をまもる小さな生き物たち" 技報堂出版, (1995)