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生物工学:改変したVibrio natriegensによる複雑な有機汚染物質のバイオレメディエーション

Nature 642, 8069 doi: 10.1038/s41586-025-08947-7

産業廃水、石油汚染、プラスチック汚染は、その毒性、変異原性、難分解性のため、世界の海洋バイオセキュリティーにとって大きな脅威となっている。バイオレメディエーション(生物学的環境修復)における微生物の利用は、有機汚染物質の複雑性や、塩分ストレスに対する耐性の限界によって制約されてきた。今回我々は、合成生物学を用いて海洋細菌であるVibrio natriegensを操作し、塩性の廃水や土壌中で複雑な有機汚染物質をバイオレメディエーションできる改変株を作製した。受容能のマスター調節因子遺伝子tfoXを、V. natriegensのVmax株の1番染色体に挿入して過剰発現させることで、DNAの取り込みと組み込みを増強した。次に、分解遺伝子クラスターを化学的に合成し、酵母中で組み立てを行った。我々は、ゲノム工学的方法(INTIMATE:iterative natural transformation based on Vmax with amplified tfoX effect)を開発し、5つの遺伝子クラスター(合計43 kb)をVmaxに導入した。この改変株は、塩素アルカリ工場や石油精製所からの産業廃水試料中の単環式化合物から多環式化合物まで、広範な基質範囲を網羅する5種類の有機汚染物質(ビフェニル、フェノール、ナフタレン、ジベンゾフラン、トルエン)をバイオレメディエーションする能力を持つ。

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