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2014 年度 実施状況報告書

自然界に拡散しない環境修復機能強化型の人工細菌育種

研究課題

研究課題/領域番号 26550066
研究機関山形大学

研究代表者

原 富次郎  山形大学, 理工学研究科, 教授 (70616193)

研究分担者 大場 好弘  山形大学, 理工学研究科, 教授 (60152237)
高塚 由美子  山形大学, 理工学研究科, 助教 (70570810)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード遺伝子組換え微生物の非拡散 / 合成生物 / 環境修復 / C. testosteroni YAZ2株 / ポリ塩化ビフェニル / ビフェニルジオキシゲナーゼ
研究実績の概要

山形県米沢市で単離された Comamonas testosteroni YAZ2株(YAZ2株)は、環境汚染物質の一つに数えられるポリ塩化ビフェニル類(PCBs)を分解するグラム陰性の好気性桿菌である。本菌株は五塩素化 PCBsまでを良好に分解する特性を有する。その機序は、芳香環水酸化酵素の一種であるビフェニルジオキシゲナーゼ(BDO)を初発の反応とし、続く脱水素酵素、酸素添加酵素、加水分解酵素による反応を経て PCBs を環開裂へと導き、塩化安息香酸へと分解する。これら一群の酵素遺伝子は同じオペロン上にコードされており bph オペロンと称す。本年度は YAZ2株の全ゲノム配列を次世代 DNAシークエンサーを用いて分析した。方法はショットガン法ならびにペアエンド法の二つを用いた。結果は、ゲノム全体の 99.7%(DNAライブラリとしては 2Gb 相当)まで解析は終了し、一部配列について未解読だが、おおよその特徴となる 5.45Mbp と 0.9Mbp のゲノム構造が明らかとなった。またその中には、BDO 以外の芳香環水酸化酵素であるナフタレンジオキシゲナーゼ、ベンゼンジオキシゲナーゼ、テレフタル酸ジオキシゲナーゼなどの有害物質や、カテコールジオキシゲナーゼ、プロトカテク酸ジオキシゲナーゼなどの PCB 代謝産物の一つである安息香酸類の分解に働く酵素の存在も明らかとなった。引き続き、未解読領域の解明とアノテーション作業を急ぐ。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ポリ塩化ビフェニル類(PCBs)分解細菌である Comamonas testosteroni YAZ2株(YAZ2株)の全ゲノムを、次世代 DNAシークエンサーを用いておこない、 99.7% まで解読が終了した。ただし、当初ショットガン法で進行中であった分析作業が試薬不良のため中断した。メーカーによる原因究明と代替策(ペアエンド法)を講じるのに時間を要した結果、ゲノム配列取得が数ヶ月遅延した。現在ドラフトレベルだが、YAZ2株が特徴とする多環芳香族炭化水素類の分解機構が明らかになったことにより、次年度は本課題を有為に進展させられると考える。未だ配列上の一部にギャップ(未解読領域)が残っており、残る未解読領域の解明を急ぐ。またアノテーション作業も同時進行中であり、次年度の早期には YAZ2株のゲノム構造解析を完了したい。

今後の研究の推進方策

次年度は分担者を一名増員することで、やや遅れぎみの進捗を回復するよう努める。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Monitoring method for polychlorinated biphenyls degradation by composite bacterial catalyst.2014

    • 著者名/発表者名
      Hara, T., Takatsuka, Y., Makuta T., Katakura, S., Nakazato, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of IWEE2014, tha Japan Society of Mechanical Engineers.

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [学会発表] 山形県米沢市の高活性型ポリ塩化ビフェニル分解細菌の単離と bph オペロン解析2015

    • 著者名/発表者名
      太田茉莉紗、高塚由美子、櫻間晴子、原富次郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2015年度大会
    • 発表場所
      岡山大学 津島キャンパス
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-27
  • [備考] 山形大学大学院理工学研究科 微生物触媒工学応用講座 原富次郎研究室ホームページ

    • URL

      http://microbiology.yz.yamagata-u.ac.jp

  • [備考] 山形大学研究成果活用企業 アプリザイム株式会社

    • URL

      http://www.applizyme.com

  • [産業財産権] ポリ塩化ビフェニル類分解用微生物触媒及びその組み合わせ2014

    • 発明者名
      原富次郎、高塚由美子、杉本昌隆、トンサイ・ジャモノンカン
    • 権利者名
      国立大学法人山形大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-169561
    • 出願年月日
      2014-08-22

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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