環境中からのレアメタル回収技術を指向した微生物由来金属輸送体の機能解析

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微生物由来の水銀トランスポーターとして見出されたMer輸送体（MerC、MerE、MerF、MerT）が、無機水銀やカドミウムなどの有害金属や、金、クロム、アンチモンなどの貴金属やレアメタルの取り込み活性を有することを研究代表者は明らかにしてきた。また、これらのMer輸送体を植物に導入し、金属汚染土壌の浄化に用いることができることを見出していた。本課題では、Mer輸送体を複数組み合わせた際に金属取り込み効果が向上するか検証するため、令和3年度にはMer輸送体二重発現株を作製したところ、Mer輸送体を組合せることにより無機水銀取り込み活性が向上する知見が得られ、Mer二重発現株におけるmer遺伝子の発現をmRNAレベルで確認できた。令和4年度では新たに抗体を作製し、Mer二重発現株におけるmer遺伝子の発現をタンパク質レベルで調べたところ、全ての株において目的のMerタンパク質の発現が確認された。これらの結果から、作製した二重発現株において、目的の通り各Mer輸送体が共発現していると考えられた。さらに令和4年度ではMerC+MerE株, MerC+MerF株, MerC+MerT株の有機水銀やクロム取り込み活性をMerC単独発現株と比較した。その結果、有機水銀の輸送では相乗効果が見られなかったものの、クロム輸送活性ではMerC+MerE株のクロム取り込み量がMerC単独発現株に比べ有意に高かった。一方、MerC+MerF株及びMerC+MerT株はMerC単独発現株とほぼ同等であった。この結果から、MerCのクロム輸送能はMerEを共発現させることで相加的に向上することが 明らかとなった。このことから、MerCにMerEを共発現させたトランスジェニック植物を用いる事で、クロム汚染土壌の浄化効率を向上させると期待された。