微生物をい い 表面 く 繊維蛋白質を発見
微生物を好 材料 固定し バイオ燃料や化学品を生産す
可能
概要
古 屋 大 学 工 学 研 究 科 生 物 機 能 工 学 分 堀 克 敏 教 授 プ チ ッ
ガ 金属 様々 材料表面 微生物をく 新しい蛋白質を
発見した 接着蛋白質 繊維状 くく く性質を 特殊 バ
テ 細胞 髪 毛 う 生え い を見 た 堀教授 既
そ 遺伝子 取得し 蛋白質を構成す 酸 配列 決定した
遺伝子を接着性 い別 微生物 導入した そ 微生物 接着性を
示す う 様々 材料表面 く く う た さ
遺伝子 導入さ た微生物細胞を顕微鏡 観察し 元 禿 いた
細胞 粘着性 毛 生え い を確 した 技術 産業
上 用 微生物を 任意 材料表面 固定化す 成功した 既 最
要 産 業 微 生 物 あ 大 腸 菌 適 用 可 能 あ を 確 し
い 用 微生物を固定した ポン やガ ビ を反応容器 入
触媒機能を す 微生物を連続的 又 繰 返し 化学反応 使用す
た 微生物を使 化学品やバイオ燃料 を効率的 省
エ 生産 う 本研究 最先端 次世代研究開発支
援 NEXT プロ し 実施さ い 課題 ：バ テ オナ フ
イバ 蛋白質 機能を基盤 す 界面微生物プロ 構築 堀教授
固定化技術 実用化を目指し 大手化学品製造企業 共 研究 着手し
い 研究成果 米科学 プロ ワン PLOS ONE 電子版 11
15 日 発表さ た hっっp野//こで.plos.org/10.1」】1/joつrnal.pone.00488」0
微生物をいろいろ 表面 く ける繊維蛋白質を発見 微生物を好 材料 固定してバイオ燃料や化学品を生産すること 可能
－微生物を使ったグ ンプロセス普及の っ け る －
ント 様々 料表面 微生物細胞 瞬間的 く 能力 新 い繊維蛋白 質 発見 蛋白質 設計図 あ 遺伝子 取得 大腸菌 う 産業 重要 微生物 導入 任意 料表面 微生物 固定 技術 開発 成功
背
微生物 化学品やバ 燃料 生産 省エ 廃棄物 少 い 環境
優 い ンプ 期待さ 生産 ト 一部 除い 実
用化 進 い い そ 打開 微生物 何 固定 あ そう ば
触媒 働く微生物 細胞 連続的 繰 返 使用 あ
有効 汎用的 微生物固定化技術 存在 従来用い 微生物 固 定化方法 状 高分子 微生物細胞 包 込 方法 包括固定法 呼ば い
方法 内部 反応 原料 化学物質や微生物 必要 栄養分 十分 浸透 い 微生物 漏 出 く 撹拌 機械的操作
壊 や い 欠 あ 有効 固定化法 言え
堀克敏教授 年ほ 前 微生物 排 処理 研究 い 際 活性汚泥 中 非常 接着性 高い微生物 あ シ トバ いうバ テ 分離 微
生物 く く いう現象 広く知 最近 バ 注目 集
う 堀教授 見出 シ トバ いうバ テ 他 微 生 物 比べ 格段 接着性 高く 疎水性 各種プ ッ 親水性 や金属
い い 料表面 瞬時 く く う 微生物 報告さ
接着 細胞表面 疎水 親水性や電荷 い 物理化学的 特性 細 胞 分泌 多糖類や粘着物質 様々 要因 関係 い 可能性 あ 堀教授
一 一 解析 いく中 人 様 微生物 い い 種類 毛 生え
い 毛 中 粘着性 示 あ 発見 さ 粘着性 毛 蛋
白質 い 明 AtaA 付 そ 遺伝子 取得 解明
至 遺伝子 微生物 導入 料表面 微生物 直接固定 い う 述 包括固定法 欠 克服 新 い微生物固定化法 開発 成功
研究 内容
今回発見 繊維蛋白質 い い 種類 バ テ い 接着性繊維 蛋 白 質 あ 量 体 型 自 己 分 泌 接 着 蛋 白 質 TAA 呼 ば い 一 種 あ 通 TAA 特定 動物 細胞や組織 生物表面 く く わ く く相手 決
そ 以外 く く ほ い プ ンや 塩化 ニ ン い 各種プ ッ 一般的 疎水性 表面 や 金属 一般的 親水性 様々 非生物表面 く く そ 接着性 他 TAA 比較 いほ 高い 生え い シ トバ 瞬間的
料表面 く く あ
蛋白質 構成 酸 配列 通 TAA 長く ユニ 並び
い 詳 い ニ わ い い 並び 接着性 秘密
あ そ う あ 遺 伝 子 人 的 破 壊 微 生 物 シ ト バ
AtaA 毛 消失 禿 細胞 く く能力 失 遺伝子 戻 や 毛 再 生 再びく く う さ 遺伝子 元来 く く性質 全く有 さ い別種 バ テ 導入 バ テ い い 料表面 く 能 力 獲得 バ テ 細胞表面 元来存在 粘着性 毛 生え
い 確
成果 意義
好 質 形状 料表面 微生物 直接固定 いう新 い微生物固定化技術 微生物 化学品やバ 燃料 生産効率 飛躍的 向 大幅 ト ウン 期待さ そう ば微生物 使 プ 本格的 及 呼ぶ あ う 既 堀教授 大手化学会社 実用化 向 共 研究 開始 い 今回発見 繊維蛋白質 接着性 いう機能 有 い 既 遺伝子 取得 い
遺伝子工学 単 接着性以外 様々 機能 付与 理論的 可能 あ 堀教授 そうい 研究 開始 い
機能性 蛋白質 日本人 博士 ベ 賞 有 蛍
蛋白質 あ 今回発見 蛋白質 接着 いう機能 細胞 毛 う 生え いう機 能 有 い 堀教授 う ユニ 機能 有 蛋白質 改変 いく
蛍 蛋白質 う 有用 機能性蛋白質 創 出 目指 研究 進 い
論文
米国科学 L S E プ ワン 掲載 http: dxplosorg journalpone
AtaA, a new member of the trimeric autotransporter adhesins from Acinetobacter sp. Tol 5 mediating high adhesiveness to various abiotic surfaces シ トバ 属細菌 Tol
株 見 様々 非生物表面 高い付着性 新 い 量体型自己分泌接着蛋 白 Masahito Ishikawa, Hajime Nakatani, and Katsutoshi Hori 石川聖人 中谷肇 堀 克敏
用語説明
バ オフ ム：固体表面 付着 微生物 微生物 分泌 多糖類 高分子物
質 膜状 身近 バ 水垢 他 虫歯 原因 プ
あ バ 汚 成分 分解 微生物 濃縮さ い 廃水処理や水 浄化 利用
活 性 汚 泥 ： 水処理 場 処理工程 や工場 廃 水処理 工 程 生 有機物や 微 生物 凝 集 懸濁物質
E S:微生物細胞 分泌 多糖類等 成 高分子 バ ト ッ 形成
ポ ウ タン表 面にび し と く く ネトバクター
バクテ 細胞 複数種類
毛 生えてい 。こ 中に粘着性 も あ 透過型電子顕微鏡 写真 。
繊 維 蛋 白 質 に 表 面 に 接 着 す ネ トバクター 走査型電子顕微鏡写真
長時間
Acinetobacter sp. Tol 5
緑膿菌 通常のバ オフ ム形成細菌
短時間 初期接触
弱い結合
初期接触 強い結合
細胞増殖 伴うEPSの分泌 バ オフ ム形成 必要
直接的 相互作用 細胞増殖やバ オ フ ム形成の必要 し
粘着性 ネトバクター
タ に 微生物細胞 固定化 ー
微生物懸濁液
タ に 固定
微 生 物 く いた ポン 懸 濁 液 中 微 生 物 ポ ン く い て く
たため、液 透明 通常 バ オフ 形成バクテ
