進化工学的手法による石炭液化、脱硫菌株の育種

利用进化工程方法选育煤炭液化脱硫菌株

基本信息

批准号：
05650801
负责人：
根来誠司
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

新規物質の分解に関与する遺伝子が如何に発生するかという問題を理解するには、進化の現場を実際に押さえることが極めて有効である。私達はすでにPseudomonas aeruginosaPAO株から人工物質ナイロンオリゴマーを分解する菌株を実験室内進化で取得し、その分子機構を解析している。本研究では、この様な微生物の持つ柔軟な適応力を環境汚染の問題物質へ適用し、進化工学的手法を新たな微生物の育種技術として確立することを目標として、化石燃料中の問題物質とされている含硫黄芳香属化合物、ジベンゾチオフェン、含窒素芳香族化合物カルバゾールに対する分解能力を実験室条件下で発生させることを計画した。材料として、遺伝解析の系が確立されている2株、Pseudomonas aeruginosa PAO及び大腸菌K12株を使用し、基質としては、ジベンゾチオフェン、カルバゾールをモデル化合物として選択した。現在、生育能は低いが、ジベンゾチオフェンを硫黄源として生育する大腸菌、カルバゾールを窒素源として生育するPAO株を取得している。ジベンゾチオフェン代謝株はベンゾチオフェン、ジベンゾフェノンなど数種類の代謝能を、カルバゾール代謝株はトリプトファン代謝能を併せて獲得していた。これは、ある一つの化合物の生育能で選択すると、これとは独立した複数の基質の分解活性を同時に獲得していることを意味する。同様の操作を実際の石炭抽出物へ適用し、さらにタンパク質レベルでの解析する部分が今後の課題として残ったが、今回得られた結果は、石炭の様なヘテロな化合物に新たに能力を付与するうえで、進化工学的手法が適用できる可能性を示すものである。

为了理解参与新物质分解的基因是如何产生的问题，真正了解进化领域是极其有效的。我们已经通过实验室进化获得了一株能够降解人造物质尼龙低聚物的铜绿假单胞菌PAO，并正在分析其分子机制。在这项研究中，我们的目标是应用微生物对环境污染中的问题物质的灵活适应性，并建立进化工程方法作为新的微生物育种技术，我们计划开发分解含硫芳香化合物、二苯并噻吩和氮的能力。实验室条件下含有芳香族化合物咔唑。以铜绿假单胞菌PAO和大肠杆菌K12两种已建立遗传分析系统的菌株为材料，选择二苯并噻吩和咔唑作为模型化合物作为底物。目前，我们已经获得了以二苯并噻吩为硫源生长的大肠杆菌菌株和以咔唑为氮源生长的PAO菌株，但其生长潜力较低。二苯并噻吩代谢菌株已获得代谢多种苯并噻吩和二二苯甲酮的能力，咔唑代谢菌株已获得代谢色氨酸的能力。这意味着，当根据其生长能力选择化合物时，它会同时获得与此无关的多种底物的降解活性。将类似的操作应用于实际的煤炭提取物并在蛋白质水平上进一步分析它们仍然是未来的一个挑战，但这次获得的结果为煤炭等异质化合物提供了新的能力，这表明进化工程方法可以应用于此。过程。