研究課題
基盤研究(B)
汚染物質を土壌から除去する低コストな方法として、環境に適応して様々な代謝能力を持つ微生物を利用することが考えられているが、広大な土地に寿命の短い微生物を定着させて、その機能を十分に発揮させるためには、培養条件を整える必要があり、経済的にも効率のよいものではない。そこで、微生物に代わって林木にこの機能を発現させることを企てた。林木は土壌中の栄養源を利用して、長時間にわたって光合成を進め生命活動を維持することから、ここに汚染物質分解酵素や汚染物質を無毒化する酵素の遺伝子を発現させれば、持続的に分解が進むことになる。これらの分解系遺伝子をポプラに導入し、酵素を土壌中に分泌させることでより効率的に汚染物質を除去することを目指した。本研究では有機塩素系化合物の微生物分解過程で生じるクロロベンゾエートを分解する土壌細菌から、土壌細菌がもつクロロカテコールを酸化する反応を触媒する酵素をコードする遺伝子(クロロカテコールジオキシゲナーゼcbnA遺伝子とクロロムコネートシクロイソメラーゼcbnB遺伝子をイネで発現させることに成功した。その結果をもとにポプラにアグロバクテリウム法で同じ遺伝子を導入し形質転換体を作出した。この形質転換体について、遺伝子が導入されていることをPCR法で確認した。さらに形質転換体よりカルスを誘導して、これらとクロロカテコールをインキュベートし、クロロカテコールの分解をPHLC法で確認した。これらのデータはこの組換えポプラが、有害芳香族塩素化合物の一つであるクロロカテコールを分解する能力を遺伝子組換えにより獲得したことを示している。また、これらの酵素を将来、植物の根で高発現させるために、根で特異的に発現するプロモーターの検索を行い、シロイヌナズナのリン酸トランスポーター遺伝子PHT1のプロモーターが、双子葉、単子葉両植物で使えることを発見した。
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