2015 Fiscal Year Annual Research Report
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
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26550066
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
原 富次郎 山形大学, 理工学研究科, 教授 (70616193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ポリ塩化ビフェニル / コマモナ・ステストステロニ / ゲノム解析 / バイオレメディエーション / 遺伝子組み換え技術 / 拡散防止技術 / 人工微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
山形県米沢市の環境試料から単離した Comamonas testosteroni YAZ2株（YAZ2株）は、環境汚染物質であるポリ塩化ビフェニル類（PCBs）、とりわけダイオキシン様の強い生体毒性を示すコプラナーPCBsを良好に分解する。その機序は芳香環水酸化酵素種であるビフェニルジオキシゲナーゼ（BDO）の酸素添加反応を最初に、続く脱水素反応から再び酸素添加反応でPCBsを環開裂させた後、加水分解反応を経て塩化安息香酸などへ低分子化する。これらの反応を行う酵素群の遺伝子配列は隣接して存在し、bphオペロンと称される。本研究は、環境浄化等において遺伝子組換え微生物を使用する際の拡散防止技術として、自己死する人工のPCB分解細菌株の開発を目的に行った。まず、人工細菌株のモチーフとするYAZ2株の全ゲノム配列解析を行い、H26年度は5.45 Mbpの染色体と0.9 Mbpの環状プラスミドから構成されることを解明し、H27年度に約20 kbpの未解読配列の解明を目指したが、遺伝子構造上の問題から10 kbpを残し完全解読できなかった。引き続き解析を進めデータ公開したい。得られた99.3％のドラフトゲノム情報から、YAZ2株は細菌自己死に関わる4つの遺伝子と細菌自己死のスイッチとなる8つの遺伝子を保存することが判った。現在32種類の人工プログラム死を誘導する候補株を大腸菌で作製中であり、引き続き候補株の選抜を行う。さらにYAZ2株BDOのN末端側150アミノ酸を異なる属種のPCB分解細菌であるBurkholderia xenovorans LB400株のものへ置換したキメラ型bphオペロンを発現する大腸菌株を作創し、YAZ2株同様のPCB分解活性を示すことに成功した。本成果は人工プログラム死を誘導する候補クローン株を製作する上で必須な基盤技術であるため特許出願した。
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