2015 Fiscal Year Annual Research Report
バイオオーグメンテーション有効化に向けた環境浄化細菌の生残性向上に関する基盤確立
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26289184
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| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
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Principal Investigator |
中村 寛治 東北学院大学, 工学部, 教授 (90382655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮内 啓介 東北学院大学, 工学部, 教授 (20324014)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 原生動物 / 蛍光タンパク質 / トランスポゾン / ビオラセイン / トリプトファン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原生動物の捕食挙動解析のため、細菌への蛍光タンパク質遺伝子の導入を検討した。対象細菌 はトリクロロエチレン汚染土壌の浄化に利用された実績のあるCupriavidus necator KT1（以下、KT1株）とし、捕食実験では水環境に広く生息するSpumella属の鞭毛虫を捕食者として利用した。導入遺伝子は、緑色および赤色蛍光タンパク質遺伝子で、トランスポゾンによって、プロモーターと共にKT1株の染色体上に組込んだ。その結果、 Cellレベルでの検出が可能となった。一方、蛍光タンパク質遺伝子の導入によるKT1株の性状変化や、捕食挙動への著しい影響は観察されなかった。また、形質転換体の中から捕食されにくい変異株が選出でき、2色の蛍光を利用した比較実験により、高い残存性が示された。これらの成果から、トランスポゾンによって捕食回避能を有する変異体を取得できる手法に目処が付いた。また、蛍光タンパク質の利用によって、Cellレベルでの観察が可能となり、その利用基準についても明確となった。
また、捕食回避の１手法として検討しているビオラセイン合成遺伝子の適用についても検討を進めた。ビオラセインはアミノ酸のトリプトファンから合成されるため、どの様な種類の細菌に導入されても発現され、ビオラセイン合成が起きると考えていた。しかしながら、これまでに大腸菌で発現が確認されたものの、上記のKT1株では、ビオラセイン生産は確認できなかった。そこで、トリプトファンの合成量に問題があると考え、大腸菌からトリプトファン合成遺伝子群を取得し、利用を検討した。その結果、ビオラセイン合成遺伝子群とトリプトファン合成遺伝子群の２種類の遺伝子群の同時導入によって、本問題は解決でき、KT1株でもビオラセインの合成が可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は捕食挙動を解析するため、トランスポゾンベクターを利用した変異株取得法と、捕食回避法としてのビオラセイン合成遺伝子群の対象被食細菌への導入・発現を検討した。両手法ともに、その利用が可能となり、予定通りの成果を得ることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、最終年度にあたり、最終的な目標である捕食回避の有効性を示す実証実験を行う。具体的には、これまでに得られている捕食回避のエンジニアリング的手法（ビオラセイン合成や捕食回避能を有する変異）を、対象の特定細菌に適用し、室内規模の実験によって検証を行う。
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