好気条件下で窒素酸化物除去能を示すスーパー細菌による地球環境の保護

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工業の発展に伴い深刻な環境汚染が人々の関心を集めており、近年では窒素酸化物による温室効果、酸性雨などの地球環境の破壊が大きな問題となっている。窒素酸化物の生態系における除去は脱窒菌などの微生物による。これらの菌は廃水処理で利用されているが、元来生態系に広く分布しておらずまた増殖が良くないものも多いので、必ずしも窒素酸化物の除去が効率的に行われているわけではない。そこで本研究は、遺伝子工学を応用して生物的窒素酸化物処理を飛躍的に効率化することを目的とし、これら脱窒に関する遺伝子を脱窒菌Paracoccus denitrificansよりクローン化しその構造を決定した。まず既にクローン化してあ亜硝酸還元酵素遺伝子nirSを中心に上流11kb及び下流17kb程度の遺伝子をλ-ファージベクターを用いてクローン化した。現在までにnirSの上流4.5kbと、下流7kbの塩基配列の決定を行った。その結果上流領域には5つのオープンリーディングフレーム(ORF)が見出され、その内2つは脱窒の第2ステップの酵素である酸化窒素還元遺伝子norB及びnorCと高い相同性を有していることが判明した。この2つの遺伝子はPseudomonas aeruginosaのものと最も高い相同性を示し、NirSに対する位置関係も全く同じであったが、P.aeruginosaにおいて見出されたnirSを正に制御する遺伝子nirQはこの領域に存在しないことが明らかとなった。P.denitrificansの脱窒系においてはP.aeruginosaとは異なる制御機構が働いている可能性が示唆される。現在亜酸化窒素還元酵素及びP.aeruginosaのanrのような脱窒系を正に制御する遺伝子のクローニング化を試みており、これらが完了し次第、すべての遺伝子を大腸菌に導入して、その脱窒活性を測定する予定である。