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2023 年度 実施状況報告書

未知・未培養ポリエチレンテレフタレート分解微生物の探索とその酵素の獲得

研究課題

研究課題/領域番号 22K05310
研究機関東京大学

研究代表者

飯塚 怜  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90541954)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードポリエチレンレテレフタレート / 酵素
研究実績の概要

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.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

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.

今後の研究の推進方策

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.

次年度使用額が生じた理由

メタゲノムからのPET分酵素遺伝子探索が進展したため,それを優先的に進めた.このため.未使用額が生じた.未使用額は,PET分解微生物の探索法を実践するための経費に充てる.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] N-terminal region of Drosophila melanogaster Argonaute2 forms amyloid-like aggregates2023

    • 著者名/発表者名
      Haruka Narita, Tomohiro Shima, Ryo Iizuka, Sotaro Uemura
    • 雑誌名

      BMC Biology

      巻: 21 ページ: 78

    • DOI

      10.1186/s12915-023-01569-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete genomic sequence of an agarolytic Pseudoalteromonas species isolated from deep-sea water2023

    • 著者名/発表者名
      Mikihisa Muta, Takao Yoshida, Takashi Funatsu, Ryo Iizuka
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 12 ページ: e00278-23

    • DOI

      10.1128/mra.00278-23

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Accumulation of TERT in mitochondria shows two opposing effects on apoptosis2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ebata, Tomohiro Shima, Ryo Iizuka, Sotaro Uemura
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 13 ページ: 1667-1682

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13682

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deformability-based microfluidic microdroplet screening to obtain agarolytic bacterial cells2023

    • 著者名/発表者名
      Mikihisa Muta, Wataru Kawakubo, Dong Hyun Yoon, Daiki Tanaka, Tetsushi Sekiguchi, Shuichi Shoji, Mei Ito, Yuji Hatada, Takashi Funatsu, Ryo Iizuka
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 95 ページ: 16107-16114

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.3c02174

    • 査読あり
  • [学会発表] 微小閉鎖空間への閉じ込めがヌクレオソームアレイの高次構造形成を促進する2024

    • 著者名/発表者名
      岡部 誠大, 赤津 綜隆, 越後谷 健太, 鯨井 智也, 胡桃坂 仁志, 上村 想太郎, 飯塚 怜
    • 学会等名
      第15回光塾
  • [学会発表] 微小空間への閉じ込めがポリヌクレオソームの高次構造形成を促進する2024

    • 著者名/発表者名
      飯塚 怜
    • 学会等名
      第13回ナノバイオ若手ネットワーキングシンポジウム
  • [学会発表] 微生物一細胞解析から環境微生物の酵素資源にアクセスする2024

    • 著者名/発表者名
      飯塚 怜,上村 想太郎,船津 高志
    • 学会等名
      第13回日本生物物理学会関東支部会
  • [学会発表] 蛍光増大能を指標とした蛍光RNAアプタマーのin vitroセレクション2024

    • 著者名/発表者名
      田山 智嵩,伊藤 敬佑,上村 想太郎,飯塚 怜
    • 学会等名
      第13回日本生物物理学会関東支部会
  • [学会発表] 油中水滴の変形能を利用して微生物の酵素活性を見える化し、その遺伝子を取得する2024

    • 著者名/発表者名
      飯塚 怜,牟田 幹悠,川久保 渉,尹 棟鉉,田中 大器,関口 哲志,庄子 習一,伊藤 芽,秦田 勇二,船津 高志
    • 学会等名
      第18回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] 高温発酵堆肥メタゲノム由来新規PET分解酵素の探索および機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      安部 夏月,畑 昂樹,飯塚 怜,野口 恵一,森屋 利幸,大島 泰郎,養王田 正文
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] メタゲノム由来クチナーゼのPET分解活性2023

    • 著者名/発表者名
      畑 昂樹,安部 夏月,飯塚 怜,野口 恵一,森屋 利幸,大島 泰郎,養王田 正文
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] Screening for microorganisms and enzymes capable of degrading polyethylene terephthalate2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Iizuka, Natsuki Abe, Koki Hata, Keiichi Noguchi, Toshiyuki Moriya, Tairo Oshima, Sotaro Uemura, Masafumi Yohda
    • 学会等名
      International Workshop on “Neotechnologies for ThermusQ initiative”
    • 国際学会
  • [学会発表] Microspace confinement promotes the formation of higher-order structures of 12-mer nucleosome arrays2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Okabe, Ryo Iizuka, Munetaka Akatsu, Kenta Echigoya, Tomoya Kujirai, Hitoshi Kurumizaka, Sotaro Uemura
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] tRNA post-transcriptional modifications enhance tRNA structural stability2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nagashima, Ren Nakazaki, Asuteka Nagao, Ryo Iizuka, Hirohito Yamazaki, Tsutomu Suzuki, Sotaro Uemura
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Selection of fluorogenic RNA aptamers by in vitro compartmentalization using microbead-display libraries2023

    • 著者名/発表者名
      Tomotaka Tayama, Keisuke Ito, Sotaro Uemura, Ryo Iizuka
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Single Polypeptide Detection Using a Translocon SecYEG2023

    • 著者名/発表者名
      Wenqing Xu, Ryoji Miyazaki, Ryo Iizuka, Tomoya Tsukazaki, Sotaro Uemura
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] 高分子分解酵素資源の開拓2023

    • 著者名/発表者名
      飯塚 怜
    • 学会等名
      熱分析研究懇談会+高分子分析研究懇談会 (417回) 合同例会
    • 招待講演
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/ryoiizuka

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公開日: 2024-12-25  

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