Burkholderia 属細菌のクロロ安息香酸分解遺伝子群発現の調節因子による制御

タイトル	Burkholderia 属細菌のクロロ安息香酸分解遺伝子群発現の調節因子による制御
担当機関	（独）農業環境技術研究所
研究期間	2001～2001
研究担当者	小川直人長谷部亮
発行年度	2001
要約	Burkholderia属細菌のクロロ安息香酸分解系の（クロロ）安息香酸ジオキシゲナーゼやクロロカテコールオルソ開裂経路の遺伝子群の発現は，クロロ安息香酸類やクロロカテコール類により活性化されるLysR-typeやAraC/XylS-type調節因子によって制御される。
背景・ねらい	ポリ塩化ビフェニル（PCB）は，その毒性のため生産が中止されているが，膨大な蓄積量があり，その汚染は世界的規模に及んでいる。PCBの分解のためには，常温で行えることやコストの面から，分解微生物を利用するバイオレメディエーション技術の開発が期待されている。微生物によるPCBの分解は複数の微生物によって行われ，PCB分解菌によりPCBから中間代謝産物であるクロロ安息香酸（CB）にまで分解され，次いで，CB分解菌により完全分解される。CB分解は，CBを（クロロ）安息香酸ジオキシゲナーゼ等によりクロロカテコールまで変換する上流経路と，クロロカテコールを完全分解する下流経路から成る。PCBを微生物により完全分解する技術の開発を目的として，3CB, 4CBを分解するBurkholderia sp. NK8株と2CBを分解する同TH2株を用いて，分解遺伝子群発現の制御機構を解析した。(図)
成果の内容・特徴	クロロ安息香酸分解経路の最初の酵素である（クロロ）安息香酸 1,2-ジオキシゲナーゼ遺伝子の発現は調節因子により制御されている。NK8株のクロロ安息香酸ジオキシゲナーゼではLysR-typeの調節因子CbeRが，また，TH2株の2-ハロ安息香酸ジオキシゲナーゼではAraC/XylS-typeの調節因子CbdSが，それぞれ基質であるクロロ安息香酸類を認識して活性化され，分解遺伝子群からの分解酵素の生産を開始する。 NK8株のクロロ安息香酸分解経路の下流を担うクロロカテコールオルソ開裂経路遺伝子群の発現は，LysR-typeの調節因子TfdTにより制御される。クロロカテコールオルソ開裂経路遺伝子群の調節因子に関しては，これまで活性化物質としてクロロムコン酸類が知られていたが，TfdTはクロロカテコール類や上流の基質である3-クロロ安息香酸によっても活性化されることが確認された初の調節因子である。
成果の活用面・留意点	広いクロロ安息香酸分解能を持つNK8株の遺伝子群は，PCB分解菌の分解遺伝子群と組み合わせることでPCB分解に使うことができる。その際に，各分解遺伝子群の制御機構や活性化物質に関する知見は，最適の遺伝子群を組み合わせるための情報となる。
図表1
カテゴリ	コスト