遺伝子組み換え困難な細菌を改変、バイオものづくり期待 長浜バイオ大など
遺伝子組み換えが難しい細菌を、組み換えやすく改変することに成功した長浜バイオ大学と名古屋大学の研究グループが発表。
組み換えを困難にするハードルが外来のDNAから身を守る細菌の防御機構にあることを裏付けた成果を導いた。
バイオものづくりの分野で有望とされる細菌を改変し、合成生物学や物質生産に活用する可能性が広がっている。
遺伝子組み換えが難しい細菌を、組み換えやすく改変することに成功した、と長浜バイオ大学と名古屋大学の研究グループが発表した。組み換えを困難にするハードルが、細菌が外来のDNAから身を守る防御機構にあることを裏付け、成果を導いた。改変したのは生物を利用し役立つ物質を作る「バイオものづくり」に有望とみられる細菌の一種。同じ手法を、さまざまな細菌に応用できる期待があるという。
組織や細胞、遺伝子などの生物の部品を組み合わせて生命の機能を設計し、目的の機能を持つ細胞や生物を作り出す「合成生物学」の研究が近年、活発だ。例えばゲノム（全遺伝情報）編集技術の「クリスパー・キャス9」が貢献しており、開発した米独の研究者2人が2020年にノーベル化学賞を受賞している。合成生物学を物質生産に利用するのがバイオものづくりで、化石資源を使わない“持続可能な”物質生産として、各国で重要分野と位置づけられている。
バイオものづくりには、微生物の基となる「基盤微生物」が必要で、遺伝子を組み換えやすい大腸菌が多用されてきた。例えば糖尿病患者の血糖値を下げるインスリン製剤の製造では、ヒトのインスリンの遺伝子を大腸菌に組み込み、発現させている。ただ自然界の細菌の多くは、人類が利用するための遺伝子組み換えが困難で、利用しにくい。大腸菌が生存できない環境でも増殖でき、より複雑な物質を作れる基盤微生物が求められてきた。
こうした中で研究グループは、有望な細菌としてアシネトバクター属細菌「Tol5（トルファイブ）」に注目した。Tol5はさまざまな炭化水素を栄養として利用でき、毒性が高い有機溶剤のトルエンを分解し、しかも生成物を回収しやすいなどの利点がある。一方、遺伝子組み換えが難しいとされてきた。
実験では、Tol5の外来DNAに対する防御機構に着目。これに関わる2つの遺伝子を欠損させた場合に、電気パルスを使い外来DNAを導入する効率が、約5.7万倍も向上した。Tol5の遺伝子組み換えが難しいのは、防御機構のためであることを実証した。
