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。

为了了解如何实际掌握进化领域的新物质降解基因降解的问题非常有效。我们已经获得了从铜绿假单胞菌在实验室进化中降解人造尼龙低聚物的菌株，并分析了它们的分子机制。 In this study, we have planned to apply the flexible adaptation capabilities of these microorganisms to problem substances in environmental contamination, and to establish evolutionary engineering techniques as new breeding techniques for microorganisms, and to generate degradation capabilities for sulfur-containing aromatic compounds, dibenzothiophenes, and nitrogen-containing aromatic compounds, carbazoles, which在实验室条件下，被认为是化石燃料中的有问题的物质。两种具有遗传分析系统的菌株被用作材料，铜绿假单胞菌PAO和大肠杆菌K12菌株，以及二苯丙烯和甲苯二酚和甲苯二酚作为底物作为底物作为模型化合物。目前，尽管其生长潜力很低，但我们获得了一种PAO菌株，该PAO菌株使用大肠杆菌（大肠杆菌）作为氮来源生长，而它使用二苯甲噻吩的生长作为硫源。 Dibenzothiophene代谢菌株也具有多种类型的代谢潜力，包括苯并噻吩和二苯二苯酮，而甲壳唑代谢菌株也具有色氨酸的代谢潜力。这意味着，当选择单个化合物的生长能力时，多个底物的降解活性将同时独立获取。尽管采用类似的程序应用于实际的煤提取物，并且在蛋白质水平上进行进一步的分析仍然是未来的挑战，但今天获得的结果表明，进化工程技术可以应用于赋予异质化合物（例如煤）的新能力。