脱窒細菌を用いる低酸素条件下での環境修復技術の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12556014
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 加藤 暢夫 京都大学, 農学研究科, 教授 (50026556)
• 研究分担者: 木邑 敏章 トヨタ自動車(株)FP, バイオ・ラボ, 研究員 ; 由里本 博也 京都大学, 農学研究科, 助手 (00283648) ; 阪井 康能 京都大学, 農学研究科, 教授 (60202082)
• キーワード: 脱窒性細菌 / 嫌気分解 / トルエン / バイオレメディエーション / Thauera sp. / Mognetospirillum sp.

研究概要

自然界での環境汚染は多様化・複雑化しており、これに対処するために、生態系における微生物の存在様態に即したバイオレメディエーション技術を構築する必要がある。本研究では、自然界に存在する多様な脱窒性芳香族化合物分解細菌を利用し、酸素分圧が制限された汚染箇所での環境修復技術を開発することを目的としており、本年度は以下の研究成果を得た。
1)生態系における芳香族化合物分解性脱窒細菌コンソーシアの動態解析:当研究者らが自然界から見出したらせん状脱窒性細菌(Magneto spirillum sp.)の数株を用いて、その分解できる芳香族化合物の種類および16S rDNAに基づく系統分類より、これらが3つのグループに大別できることを示した。この中からTS-6株を選び、トルエンの嫌気分解に関与するベンジルサクシネートシンターゼおよびベンゾイルCoAレダクターゼの遺伝子をクローニングした。その結果、TS-6株はProteobacteriaのa-サブクラスに属するにも拘わらず、b-サブクラスのThauera属のものと高い相同性を示すことが明らかとなった。また、ベンゾイルCoAレダクターゼの共通配列をプローブとして用いることによって、芳香族化合物分解性コンソーシアにおける脱窒細菌の動態を把握できることを示した。
2)脱窒細菌による芳香族化合物分解経路の解明: Thauera sp. DNT株は、好気・嫌気両条件でトルエンを分解できるという特徴を有する。好気的分解に関与する加todオペロン遺伝子、および嫌気条件ではたらくbss遺伝子をプロープとして、それぞれの遺伝子発現条件を詳細に調べ、todは好気的条件で、bssは両条件でそれぞれ発現することを明らかにし、それぞれの制御遺伝子について明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Ishige, T: "Wax ester production by bacteria"Current Opinion Microbiol. 6・3(印刷中). (2003)
• [文献書誌] Tani, A.: "Two acyl-CoA dehydrogenases of Acinetobacter sp. strain M-1 that uses very"J. Biosci. Bioeng.. 94. 326-329 (2002)
• [文献書誌] Ishige, T: "Wax ester production from n-alkanes by Acinetobacter sp. M-1 : Ultrastructure of cellular inclusions and role of acyl coenzyme A reductase"Appl. Environ. Microbiol.. 68. 1192-1195 (2002)
• [文献書誌] Yurimoto, H.: "The ribulose monophosphate pathway operon encoding formaldehyde fixation in a thermotolerant methylotroph Bacillus brevis S1"FEMS Microbiol. Lett.. 214. 189-193 (2002)
• [文献書誌] Lee, B.: "Physiological role of the glutathione-dependent formaldehyde dehydrogenase in the methylotrophic yeast Candida boidinii"Microbiology. 148. 2697-2704 (2002)
• [文献書誌] Nakagawa, T.: "Physiological role of the second alcohol oxidase gene MOD2 in the methylotrophic growth of Pichia methanolica"Yeast. 19. 1067-1073 (2002)
• [文献書誌] Yurimoto, Y.: "Hansenula polymorpha Biology and Applications."Wiley-VCH. 347 (2002)