教員・研究案内

環境微生物学研究室

小川 直人、鮫島 玲子

 土壌には1gあたり億を超える微生物が存在し、その種類は数千、数万ともいわれている。当研究室では環境中に存在する微生物の機能と生態を明らかにすることにより、環境問題の解決に寄与することを目的として、以下の課題に取り組んでいる。

<微生物の芳香族化合物分解機構の解析>
微生物の化学物質分解能力は非常に高い。PCB、有機溶剤のクロロベンゼン類、農薬2,4-Dなどの芳香族塩素化合物は、人間が作り出した化学物質であり難分解性であるが、微生物はこのような化学物質をも分解する能力を獲得する。このプロセスを明らかにして、自然の持つ環境浄化能力を評価し、微生物を環境修復に応用していくために研究を行っている。これらの化合物の微生物分解過程で共通に出現する中間代謝産物であるクロロカテコール類(図1)や、クロロ安息香酸類などの芳香族化合物の分解経路を主な対象として、その発現調節機構(図2)および代謝関連の遺伝子の構造と機能の関係について解析を進めている。さらに土壌などの環境中での分解細菌の遺伝子発現について研究を行っている。


図1 種々の芳香族塩素化合物の分解経路(Reineke 1998)


図2 クロロカテコール分解遺伝子群のLysR-type調節因子CbnRによる発現調節機構

<窒素循環に重要な硝化・脱窒菌の生態と制御>
窒素は生物の体を構成する主要な成分の一つで、特に食料生産では作物の収量を高めるために膨大な量の窒素が農地に投入されている。この結果、土壌中の硝 化菌や脱窒菌の活性が高まり、温室効果・オゾン層破壊作用をもつ亜酸化窒素ガスが生成する。また硝化菌は硝酸イオンを生成し、これらは地下水を汚染する。 これらの地球環境および地域環境の問題を解決するために、硝化菌(特にアンモニア酸化菌、図3)・脱窒菌の多様性と生態、さらには制御方法の研究に取り組 んでいる。


図3 本研究室で茶園土壌より分解したアンモニア酸化細菌の透過型電子顕微鏡写真

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