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JP5532474B2 - Hydrocarbon treatment method - Google Patents
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Description

本発明は、形質転換されたロドコッカス(Rhodococcus)属細菌、及び、これを用いた炭化水素の処理方法に関する。   The present invention relates to a transformed genus Rhodococcus and a method for treating hydrocarbons using the same.

ロドコッカス(Rhodococcus)属細菌は、土壌や海洋などにありふれて存在するグラム陽性細菌、高G+C含量のコリネ型細菌の一種である。ロドコッカス(Rhodococcus)属細菌には、石油系炭化水素やポリ塩化ビフェニール類(PCB)などをはじめとした数多くの難分解性化合物に対して分解・資化能力をもつことに加え、アクリルアミドや有用酵素群、あるいは細胞外多糖をはじめとした機能性バイオポリマーなどの生産菌が多く存在することが知られている。   Rhodococcus (genus Rhodococcus) is a kind of gram-positive bacteria commonly found in soil and the ocean, and a coryneform bacterium with a high G + C content. Rhodococcus bacteria have the ability to decompose and assimilate a number of persistent compounds including petroleum hydrocarbons and polychlorinated biphenyls (PCB), as well as acrylamide and useful enzymes. It is known that there are many producing bacteria such as functional biopolymers including group or extracellular polysaccharides.

それゆえ、産業的に重要な菌群として位置づけられており、低エネルギー化や環境負荷を削減できるバイオプロセスによる環境浄化・物質生産への応用などが期待されている(非特許文献1)。   Therefore, it is positioned as an industrially important fungus group, and is expected to be applied to environmental purification and substance production by a bioprocess capable of reducing energy and reducing environmental burden (Non-patent Document 1).

特に、バイオプロセスを考える場合、応用が期待される微生物には、有機溶媒を含む特殊な環境下での良好な生育や活発な代謝活動などの性質が求められる。   In particular, when considering a bioprocess, microorganisms that are expected to be applied are required to have properties such as good growth and active metabolic activity in a special environment containing an organic solvent.

また、石油流出事故などによる石油汚染環境の浄化に必要な微生物にも、高濃度難揮発性化合物存在下でこれらの分解を行いながら良好な生育を示すために、これらに対する分解能だけでなく、共存する難揮発性化合物の毒性に対する耐性能が高いことが求められる。   In addition, in order to show good growth while decomposing these microorganisms in the presence of high-concentration non-volatile compounds, microorganisms necessary for purification of the oil-contaminated environment due to an oil spill accident, etc., not only have a resolution for these, but also coexist Therefore, it is required to have high resistance to toxicity of the hardly volatile compound.

上述したこれらの性質を解析するためには、まず、その切り口として微生物の有機溶媒耐性が必要であり、特にバイオプロセスにおいては、高濃度有機溶媒存在下での生育が求められる。   In order to analyze the above-described properties, first, the organic solvent resistance of the microorganism is required as a starting point, and particularly in a bioprocess, growth in the presence of a high concentration organic solvent is required.

微生物の有機溶媒耐性に関する研究では、これまでにグラム陰性菌の大腸菌やシュードモナス(Pseudomonas)属細菌などのモデル微生物を中心に遺伝生化学的な研究が行われ、細胞表層構造の変化やエプラックスポンプ、ベシクルの形成などの耐性機構が提案されている(非特許文献2)。   In the research on organic solvent resistance of microorganisms, genetic biochemical research has been conducted mainly on model microorganisms such as Escherichia coli and Pseudomonas bacteria, which are Gram-negative bacteria. A resistance mechanism such as vesicle formation has been proposed (Non-patent Document 2).

一方、グラム陽性菌においては、炭化水素分解遺伝子などに関する遺伝性化学的研究は進んできたが、有機溶媒耐性に関した研究は多くない。このことは、一般にグラム陽性菌は陰性菌に比べ有機溶媒耐性レベルが低いと考えられていることに起因していると予想される。   On the other hand, in gram-positive bacteria, genetic chemical research on hydrocarbon degrading genes has progressed, but there are not many studies on organic solvent resistance. This is presumably due to the fact that Gram-positive bacteria are generally considered to have a lower level of organic solvent resistance than negative bacteria.

しかしながら、バイオプロセスを考える場合には、極めて応用に近い段階の微生物において、実際の利用環境に近い条件での有機溶媒耐性に関する情報が求められる。上述したようにロドコッカス(Rhodococcus)属細菌はバイオプロセスへの応用が期待されていることから、同菌の有機溶媒耐性に関する知見の蓄積が必要である。   However, when considering a bioprocess, information on resistance to organic solvents under conditions close to the actual use environment is required for microorganisms at a very close to application stage. As described above, since Rhodococcus bacteria are expected to be applied to bioprocesses, it is necessary to accumulate knowledge about the organic solvent resistance of the bacteria.

Iwabuchiらは、ロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)S−2株が高濃度石油耐性石油分解菌であることを見出し、その石油耐性に検討を加えた結果、同菌の生産する細胞外多糖(以下、「EPS」という)が長鎖アルカンなどの難揮発性有機溶媒の耐性に深く関与していることを明らかにした。   Iwabuchi et al. Found that Rhodococcus rhodochrous S-2 strain is a high-concentration oil-resistant oil-degrading bacterium, and as a result of investigating its oil resistance, the extracellular polysaccharide produced by the bacterium (hereinafter, It was revealed that "EPS" is deeply involved in the resistance of hardly volatile organic solvents such as long-chain alkanes.

さらに、ロドコッカス(Rhodococcus)属細菌のコロニー形態と溶媒耐性について検討したところ、EPS生産量の少ないラフ型菌は溶媒に親和性が高く結果的に溶媒感受性であり、一方で、EPS生産量の多いムコイド型菌は耐性を示したことから、同属細菌においては、コロニー形態と有機溶媒耐性に高い相関があることを明らかにした。   Furthermore, when the colony morphology and solvent resistance of Rhodococcus genus bacteria were examined, rough type bacteria with a low EPS production amount have high affinity for the solvent and as a result are solvent-sensitive. On the other hand, the EPS production amount is large. Since mucoid bacteria showed resistance, it was clarified that there is a high correlation between colony morphology and organic solvent resistance in bacteria belonging to the same genus.

また、EPSは溶媒に感受性のラフ型菌にも溶媒耐性を与えることが示されており、これらのことから、ムコイド型コロニーの形成が同属細菌の溶媒耐性を考える上での一つの指標であることが見出された(非特許文献3)。   EPS has also been shown to impart solvent resistance to solvent-sensitive rough bacteria, and from these, the formation of mucoid colonies is one index for considering the solvent resistance of the genus bacteria. (Non-Patent Document 3).

ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)PR4株は分岐アルカンの一種であるプリスタン(2,6,10,14-tetramethyl-pentadecane)分解菌として単離された株であり(非特許文献4)、培養の経過と共にEPSの生産に基づいた自身のコロニー形態をラフ型→ムコイド型→ラフ型へと変化させる株である。   Rhodococcus erythropolis PR4 strain is a strain isolated as a degrading bacterium of pristane (2,6,10,14-tetramethyl-pentadecane) which is a kind of branched alkane (Non-patent Document 4). It is a strain that changes its colony form based on the production of EPS over time from rough type to mucoid type to rough type.

同株は難揮発性有機溶媒に耐性を示すことが知られていることから、ゲノム解析株に選定され、また、宿主−ベクター系の開発にも着手されている。従って、ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)PR4株は、近い将来、ロドコッカス(Rhodococcus)属細菌の中で、遺伝子操作系の発達した株になることが予想されていたが、最近では、PR4株は、産業的利用価値が高い菌株であることからゲノム解析がなされ、そのプラスミドの全配列が公表された (非特許文献5)。また、出願人も2種類のEPSの化学構造を明らかにした (非特許文献6)。   Since this strain is known to exhibit resistance to a hardly volatile organic solvent, it has been selected as a genome analysis strain and has also begun to develop a host-vector system. Therefore, the Rhodococcus erythropolis PR4 strain was expected to become a strain with a genetically engineered system among the bacteria of the genus Rhodococcus in the near future. Since it is a strain having high industrial utility value, genome analysis was performed and the entire sequence of the plasmid was published (Non-patent Document 5). The applicant also revealed the chemical structure of two types of EPS (Non-patent Document 6).

Rhodococcus属細菌や類縁菌での有機溶媒耐性に関する研究では、温度変化、栄養欠乏、など様々なストレス状況下で細胞質膜の飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の比率変化やcis/trans脂肪酸の比率変化などの膜構造変化が膜の透過性に変化を起こし、その環境に適応させることが知られているが、この膜の透過性変化は有機溶媒耐性にも寄与するといわれている(非特許文献7,8)。   In research on resistance to organic solvents in Rhodococcus bacteria and related bacteria, changes in the ratio of saturated and unsaturated fatty acids in the cytoplasmic membrane and the ratio of cis / trans fatty acids under various stress conditions such as temperature changes and nutrient deficiencies Although it is known that a change in membrane structure causes a change in the permeability of the membrane and adapts to the environment, this change in permeability of the membrane is said to contribute to the resistance to organic solvents (Non-Patent Documents 7 and 8). ).

また、Loredanaらは、炭化水素と各種菌株との相互作用を解析した研究において、PR4株と同種のR. eythropolis 20S-E1-c株はC16に対して一部の細胞が炭化水素粒子の内部に転移していることが確認されたが、その他に供試したAcinetobactor属、Rhizomonas属、Pseudomonas属細菌はC16に対して吸着し転移は確認されなかったことを報告している (非特許文献9)。   Loredana et al. Also analyzed R. eythropolis 20S-E1-c strain, which is the same kind as PR4 strain, in a study analyzing the interaction between hydrocarbons and various strains. However, it was reported that other Acinetobactor genus, Rhizomonas genus, and Pseudomonas genus bacteria were adsorbed to C16 and no metastasis was confirmed (Non-patent Document 9). ).

なお、岩淵らはロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)PR4株が炭素数14以上のテトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、プリスタン、スクワラン等に転移して、これらの炭化水素を代謝・分解できることを明らかにした(特許文献1)。   In addition, Iwatsuki et al. Revealed that Rhodococcus erythropolis PR4 strain was transferred to tetradecane, pentadecane, hexadecane, pristane, squalane, etc. having 14 or more carbon atoms, and these hydrocarbons could be metabolized and decomposed ( Patent Document 1).

特開2006-325433号公報JP 2006-325433 A

Finnerty, W. R. et al. (1992) Annual Review of Microbiology, p193-218.Finnerty, W. R. et al. (1992) Annual Review of Microbiology, p193-218. Ramos, J. L. et al. (2002) Annual Review of Microbiology, p743-768.Ramos, J. L. et al. (2002) Annual Review of Microbiology, p743-768. Iwabuchi, N. et al. (2000) Applied Environmental Microbiology, 66: 5073-5077.Iwabuchi, N. et al. (2000) Applied Environmental Microbiology, 66: 5073-5077. Komukai-Nakamura, S. et al. (1996) Journal of Fermentation and Bioengineering, 82:p570-574Komukai-Nakamura, S. et al. (1996) Journal of Fermentation and Bioengineering, 82: p570-574 Sekine et al. 2006、Appl.Environ.Microbiol, 8:334-346)(Sekine et al. 2006, Appl.Environ.Microbiol, 8: 334-346) Urai, M. et al. (2006) Carbohydr Res, 341:616-623,766-775Urai, M. et al. (2006) Carbohydr Res, 341: 616-623,766-775 Cronan,J.E et al. (2002) Microbiol, 5:202-205Cronan, J.E et al. (2002) Microbiol, 5: 202-205 Whyte, L. G. et al. (1999) Appl.Environ.Microbiol, 65:2961-2968Whyte, L. G. et al. (1999) Appl. Environ. Microbiol, 65: 2961-2968 Loredana,S. et al. (2004) Appl. Environ.Microbiol, 70:6333-6336Loredana, S. Et al. (2004) Appl.Environ.Microbiol, 70: 6333-6336

既述のように、従来のロドコッカス属微生物は炭化水素の分解・代謝に有用であるものの、炭素数が一定以下の炭化水素には転移出来ないなど、分解・代謝できる炭化水素には制限があるという課題があった。   As described above, although conventional Rhodococcus microorganisms are useful for the decomposition and metabolism of hydrocarbons, there are restrictions on the hydrocarbons that can be decomposed and metabolized, such as being unable to transfer to hydrocarbons with a certain number of carbon atoms or less. There was a problem.

また、従来のロドコッカス属微生物は、低炭素数の炭化水素の存在下では、生育できないため、このような炭化水素の分解・代謝に用いることはできなかった。   Moreover, since conventional Rhodococcus microorganisms cannot grow in the presence of hydrocarbons having a low carbon number, they could not be used for the decomposition and metabolism of such hydrocarbons.

そこで、本願発明は、ロドコッカス属の形質転換体を提供することによって、低炭素数の炭化水素に対するロドコッカス属細菌の生育可能性を向上し、また、従来よりも少ない炭素数の炭化水素の分解・代謝に有効な方法を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention improves the viability of Rhodococcus bacteria against low carbon number hydrocarbons by providing a transformant of Rhodococcus, and also decomposes / decomposes hydrocarbons with fewer carbon numbers than before. The object is to provide an effective method for metabolism.

既述のように、Rhodococcus属細菌は他の微生物とは異なる特徴的な有機溶媒耐性機構を有していると推測されるが、未だその詳細は明らかでない部分が多い。
このような状況下の中で、本願の発明者は、(1)ロドコッカス・エリスロポリスPR4株(以下、ロドコッカス・エリスロポリスを「Rh」と略称し、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株を、「PR4」と略称する場合がある。)は、ゲノム解析がなされていること、(2)同株の示す有機溶媒との相互作用が極めて特徴的であること、の理由から、同株を有機溶媒耐性の研究をするための適した材料と考え、遺伝生化学的側面と物理化学的側面から研究を行ってきた。
As described above, Rhodococcus bacteria are presumed to have a characteristic organic solvent resistance mechanism different from other microorganisms, but the details are still unclear.
Under such circumstances, the inventor of the present application (1) Rhodococcus erythropolis PR4 strain (hereinafter, Rhodococcus erythropolis is abbreviated as “Rh”, Rhodococcus erythropolis PR4 strain is referred to as “PR4”. May be abbreviated as “.” Because of the fact that genome analysis has been carried out and (2) the interaction with the organic solvent exhibited by the strain is extremely characteristic. The material has been studied from the viewpoint of genetic biochemistry and physicochemistry, considering it as a suitable material for research.

これまでにPR4とアルカンとの物理化学的な相互作用を解析した結果、例えば、pristaneの添加により、細胞表面の親油性が上昇し、結果として培地/アルカン界面の界面ギブスエネルギーが減少することにより細胞がアルカンの内部へ転移できることが明らかとなった 。   As a result of analyzing the physicochemical interaction between PR4 and alkanes so far, for example, the addition of pristane increases the lipophilicity of the cell surface, and as a result, the interface Gibbs energy at the medium / alkane interface decreases. It became clear that the cells can metastasize into the alkane.

そこで、さらに、本発明は、これらの物理化学的性質の違いの原因を分子レベルで明らかにするため、(1)プロテオーム解析による関連タンパク質の検討、および、(2)トランスポゾンを用いた変異導入による関連遺伝子の検討を行った。   Therefore, in order to clarify the cause of these differences in physicochemical properties at the molecular level, the present invention further includes (1) examination of related proteins by proteome analysis, and (2) mutation introduction using transposon. Related genes were examined.

PR4は、プリスタン(2,6,10,14-テトラメチルペンタデカン)分解菌として単離されたアルカン分解菌であるが、アルカンの炭素数の長さにより、アルカンとの相互作用が変わる。同菌のこのような性質は極めて特徴的であり、グリーンバイオテクノロジーへの応用が提案され、既にゲノム解析が行われた。   PR4 is an alkane-degrading bacterium isolated as a pristane (2,6,10,14-tetramethylpentadecane) -degrading bacterium, but the interaction with the alkane varies depending on the length of the carbon number of the alkane. This property of the bacterium is very characteristic, and its application to green biotechnology has been proposed and genome analysis has already been performed.

そこで、本発明では、プロテオーム解析によるアルカンとの相互作用に関連するタンパク質の検討を行い、各種培養条件で生育させたPR4から全タンパク質を抽出し、LC-MS/MSで解析した。   Therefore, in the present invention, proteins related to the interaction with alkanes were examined by proteome analysis, and total proteins were extracted from PR4 grown under various culture conditions and analyzed by LC-MS / MS.

その結果、プリスタンの添加により再現性良く高発現していたタンパク質GroEL2を見出した。続いて、groEL2遺伝子をクローニングし、各種菌株に導入したところ、細胞の局在性が変化し、親株では生育できなかった条件で生育できるようになった。   As a result, the protein GroEL2, which was highly expressed with high reproducibility by the addition of pristane, was found. Subsequently, when the groEL2 gene was cloned and introduced into various strains, the localization of the cells was changed, and it became possible to grow under conditions that could not be grown in the parent strain.

また、ドデカン添加条件では親株に比べ生育が約100倍増大していることがわかった。以上のことから、二層培養系においてGroEL2が細胞の局在性の決定と生育に関与していることが判明した。すなわち、groEL2遺伝子が導入された、Rhodococcus erythropolis PR4株では、C6〜C8存在下での生育が可能となり、親株では生育できない、例えば、C8を培地に添加しても形質転換株は油滴表面に吸着して生育できるようになった。   In addition, it was found that the growth was increased about 100 times compared to the parent strain under the dodecane addition condition. From the above, it was found that GroEL2 is involved in the determination of cell localization and growth in a bilayer culture system. That is, the Rhodococcus erythropolis PR4 strain into which the groEL2 gene has been introduced can grow in the presence of C6 to C8 and cannot grow in the parent strain. For example, even if C8 is added to the medium, It became able to grow by adsorption.

本発明は、GroEL2遺伝子をロドコッカス・エリスロポリス属に導入した形質転換体、およびこれを炭化水素の分解・代謝手段として提供するものである。GroEL2遺伝子が導入されたロドコッカス・エリスロポリス属の形質体は、C14以下C6以上の炭化水素の存在下でも生育できるため、これらの炭化水素を分解・代謝できる可能性を有し、特に、非形質転換体では分解・代謝ができなかったC10−C14の炭化水素には吸着よりも転移が優位になるため、これらの分解・代謝を可能とするものである。   The present invention provides a transformant in which the GroEL2 gene is introduced into the genus Rhodococcus erythropolis, and this as a means for decomposing and metabolizing hydrocarbons. Since the transformant of Rhodococcus erythropolis into which GroEL2 gene has been introduced can grow even in the presence of hydrocarbons of C14 or lower and C6 or higher, it has the potential to decompose and metabolize these hydrocarbons. Since C10-C14 hydrocarbons, which could not be decomposed and metabolized in the converted form, have a higher transfer than adsorption, they can be decomposed and metabolized.

本願発明によれば、ロドコッカス属細菌の新規な形質転換体を提供することによって、低炭素数の炭化水素に対するロドコッカス属細菌の生育可能性を向上し、また、従来よりも少ない炭素数の炭化水素の分解・代謝に有効な方法を提供することができる。   According to the present invention, by providing a novel transformant of Rhodococcus bacteria, the viability of Rhodococcus bacteria with respect to low carbon number hydrocarbons is improved, and hydrocarbons having a smaller number of carbon atoms than conventional ones are also provided. It is possible to provide an effective method for decomposing and metabolizing.

炭化水素の処理開始から物質生産が行われるまでの一連の過程を概念的に示した図である。It is the figure which showed notionally the series of processes from the start of a hydrocarbon process to a substance production. 炭化水素処理システム2の概念図である。1 is a conceptual diagram of a hydrocarbon treatment system 2. FIG. PR-4株のSDS-PAGEパターンである。This is an SDS-PAGE pattern of PR-4 strain. プライマー366F-11とGroEL-R1を用いてgroEL2を増幅したPCR産物のバンドパターンである。レーン:1〜5は、プライマー366F-11とGroEL-R1を用いてgroEL2を増幅したPCR産物を示す。It is the band pattern of the PCR product which amplified groEL2 using the primer 366F-11 and GroEL-R1. Lanes 1 to 5 show PCR products obtained by amplifying groEL2 using primers 366F-11 and GroEL-R1. PCR産物をTAクローニングしたものの泳動確認に係るバンドパターンである。レーン1は、groEL2のPCR産物、レーン2はtopovector、レーン3はこれをEcoRI処理したサンプル、レーン4はtopovector+groEL2、レーン5はこれをEcoRI処理したサンプルである。It is a band pattern related to migration confirmation of a PCR product obtained by TA cloning. Lane 1 is a groEL2 PCR product, lane 2 is a topovector, lane 3 is a sample obtained by EcoRI treatment, lane 4 is a topovector + groEL2, and lane 5 is a sample obtained by EcoRI treatment. プラスミドの作製を示すものであり、(A)はインサートチェックと向き確認の泳動結果である。 レーン1はtopovector+groEL2 をEcoRI処理したサンプル、レーン2はpk4+ groEL2、レーン3はpk4+ groELをEcoRI処理したサンプル、レーン4はpk4+ groELをApaIとKpnIで処理したサンプルである。 (B)は pk4+ groELの模式図である。The preparation of the plasmid is shown, and (A) shows the migration results of insert check and orientation confirmation. Lane 1 is a sample in which topovector + groEL2 is treated with EcoRI, lane 2 is a sample in which pk4 + groEL2 is treated with EcoRI, lane 4 is a sample in which pk4 + groEL is treated with ApaI and KpnI. (B) is a schematic diagram of pk4 + groEL. PR-4(pk4+groEL2) の各生育条件での動態を示す顕微鏡写真であり、(A)は C8添加、 (B)はC12添加、(C)は C19添加を示すものである。It is a microscope picture which shows the dynamics in each growth condition of PR-4 (pk4 + groEL2), (A) shows C8 addition, (B) shows C12 addition, (C) shows C19 addition. PR-4 (pK4+groEL2 ) とアルカンとの相互作用を示すものである。This shows the interaction between PR-4 (pK4 + groEL2) and alkane. PR-4 (pK4+groEL2 ) のC19添加条件での動態を示す顕微鏡写真であり、(A)はPR-4、 (B)はPR-4 (pK4+groEL2 )である。It is a microscope picture which shows the dynamics in C19 addition conditions of PR-4 (pK4 + groEL2), (A) is PR-4, (B) is PR-4 (pK4 + groEL2). PR-4 (pK4+groEL2 ) のC12添加条件での動態を示す顕微鏡写真であり、(A) はPR-4、(B) PR-4 (pK4+groEL2 )である。It is a microscope picture which shows the dynamics in C12 addition conditions of PR-4 (pK4 + groEL2), (A) is PR-4, (B) PR-4 (pK4 + groEL2). PR-4 (pK4+groEL2 ) のC8添加条件での動態を示す顕微鏡写真であり、(A)は PR-4、 (B)はPR-4 (pK4+groEL2 )である。It is a microscope picture which shows the dynamics in C8 addition conditions of PR-4 (pK4 + groEL2), (A) is PR-4, (B) is PR-4 (pK4 + groEL2). PR-4 (pK4+groEL2 )のC12存在下での生菌数を示す特性図であり、○は野生株の栄養培地のみでの生菌数であり、△は野生株のC19添加条件のものであり、□は野生株のC12添加条件のものであり、◇はPR-4 (pK4+groEL2 )のC12添加条件のものである。PR-4 (pK4 + groEL2) is a characteristic diagram showing the number of viable bacteria in the presence of C12, ○ is the number of viable bacteria in the wild-type nutrient medium only, and △ is for the wild-type strain with C19 added □ is for wild-type C12 addition conditions, and ◇ is for PR-4 (pK4 + groEL2) C12 addition conditions. 他の種へgroEL2遺伝子の導入 (R-1株)を示す顕微鏡写真。Photomicrograph showing introduction of groEL2 gene into other species (R-1 strain). 他の種へgroEL2遺伝子の導入 (R-2株)を示す顕微鏡写真。Photomicrograph showing introduction of groEL2 gene into other species (R-2 strain). 他の種へgroEL2遺伝子の導入 (S-1株)を示す顕微鏡写真。Photomicrograph showing introduction of groEL2 gene into other species (S-1 strain). 他の種へgroEL2遺伝子の導入 (R-2株)を示す顕微鏡写真。Photomicrograph showing introduction of groEL2 gene into other species (R-2 strain). PR-4 (pK4+groEL2 ) とアルカンとの相互作用を示す特性図である。It is a characteristic view which shows interaction with PR-4 (pK4 + groEL2) and alkane. IB培地に塩化マグネシウムが実質存在しない環境下での、PR-4 (pK4+groEL2 ) とアルカンとの相互作用を示す顕微鏡写真。A photomicrograph showing the interaction between PR-4 (pK4 + groEL2) and alkane in an environment where magnesium chloride is substantially absent from the IB medium. IB培地に塩化マグネシウムが実質存在しない環境下での、PR-4 (pK4+groEL2 ) とアルカンとの相互作用を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the interaction of PR-4 (pK4 + groEL2) and alkane in the environment where magnesium chloride does not substantially exist in IB culture medium.

次に、本発明の実施形態について更に詳細に説明する。なお、「炭化水素」には、鎖式炭化水素および環状炭化水素が含まれる。   Next, embodiments of the present invention will be described in more detail. The “hydrocarbon” includes chain hydrocarbons and cyclic hydrocarbons.

「炭化水素の処理」とは、ロドコッカス・エリスロポリス属の形質転換体、特に、PR4株が分解・代謝可能な炭化水素を、培地に添加するこという。また、「有機溶媒中へ移行する」とは、水性溶媒中に存在していたロドコッカス・エリスロポリスPR4株が、水性溶媒から、有機溶媒に含まれる炭素炭化水素に吸着あるいは転移することをいう。   “Hydrocarbon treatment” means that a transformant of the genus Rhodococcus erythropolis, particularly a hydrocarbon that can be decomposed and metabolized by the PR4 strain, is added to the medium. “Transition into an organic solvent” means that the Rhodococcus erythropolis PR4 strain existing in the aqueous solvent is adsorbed or transferred from the aqueous solvent to the carbon hydrocarbon contained in the organic solvent.

ロドコッカス・エリスロポリスPR4株は、培養の経過に応じて自身のコロニー形態をラフ型及びムコイド型のいずれの形態をもとりうる。いずれの形態も有機溶媒中へ移行することができる。   Rhodococcus erythropolis PR4 strain can take either a rough type or a mucoid type according to the progress of culture. Either form can be transferred into an organic solvent.

培地成分を含む水性溶媒としては、一般細菌用培地を用いることができる。また、一般細菌用培地に他の培地成分を含んでいてもよい。一般細菌用培地としては、例えば、IB液体培地、YG液体培地、LB培地、マリンブロス、ニュートリエントブロス、トリプトソイブロス等を挙げることができる。一般細菌用培地の中でも、IB液体培地を用いることが特に好ましい。   As an aqueous solvent containing a culture medium component, a general bacterial culture medium can be used. Moreover, other culture medium components may be included in the culture medium for general bacteria. Examples of the medium for general bacteria include IB liquid medium, YG liquid medium, LB medium, marine broth, nutritive broth, tryptic soy broth and the like. Among general bacterial media, it is particularly preferable to use an IB liquid medium.

上記IB液体培地を用いる場合、酵母エキスは、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が水性溶媒から有機溶媒へ移行する際に重要な培地成分である。酵母エキスが存在しない水性溶媒中にロドコッカス・エリスロポリスPR4株を添加しても、有機溶媒中への移行は起こりにくい。   When the IB liquid medium is used, yeast extract is an important medium component when Rhodococcus erythropolis PR4 strain is transferred from an aqueous solvent to an organic solvent. Even when the Rhodococcus erythropolis PR4 strain is added to an aqueous solvent in which no yeast extract is present, the transfer to an organic solvent hardly occurs.

また、無機塩類も同様であり、詳しくは、マグネシウム塩、さらに詳しくは塩化マグネシウム塩の培地中の濃度を制限すること、好ましくは、マグネシウム塩、特に、塩化マグネシウム塩が実質上含有されないことが、形質転換体の炭化水素への局在性、すなわち、形質転換体を水性培地から炭化水素に移行させ、さらに、炭化水素に対しては吸着よりも炭化水素内に転移させることを優位にする上で重要である。   The same applies to inorganic salts. Specifically, the concentration of magnesium salt, more specifically, the concentration of magnesium chloride salt in the medium is preferably limited. Preferably, the magnesium salt, particularly, the magnesium chloride salt is substantially not contained. The localization of the transformant to hydrocarbons, ie the transfer of transformants from aqueous medium to hydrocarbons, and the transfer of hydrocarbons into hydrocarbons over adsorption rather than adsorption. Is important.

前記水性溶媒中の前記酵母エキスの添加量は、水性溶媒の全量を基準(100%)としたときに、0.05%(w/w)以上であることが好ましく、0.5〜5%(w/w)であることがより好ましく、1%(w/w)程度であることが更に好ましい。   The addition amount of the yeast extract in the aqueous solvent is preferably 0.05% (w / w) or more, based on the total amount of the aqueous solvent (100%), 0.5 to 5% (W / w) is more preferable, and about 1% (w / w) is even more preferable.

形質転換されたロドコッカス(Rhodococcus)属細菌は、PR4によって従来代謝分解ができなかったC14以下の炭化水素、好ましくは炭素数が6以上の炭化水素でも生育可能であり、かつ、これら炭化水素に少なくとも吸着できるため、これら低炭素数の炭化水素を代謝・分解可能である。   The transformed Rhodococcus genus bacteria can grow on C14 or less hydrocarbons, preferably hydrocarbons having 6 or more carbon atoms, that could not be metabolized by PR4 conventionally, and at least these hydrocarbons Because it can be adsorbed, these low-carbon hydrocarbons can be metabolized and decomposed.

炭素数の上限は制限されない。例えば、常温で固体であっても、他の炭化水素との共存により固体の炭化水素を溶解し、液体とすることができればよい。   The upper limit of the carbon number is not limited. For example, even if it is solid at room temperature, it is only necessary that the solid hydrocarbon can be dissolved into a liquid by coexistence with other hydrocarbons.

形質転換体に適用される有機溶媒中における炭化水素の割合は、特に、限定されないが、20%(v/v)以上が好ましく、40%(v/v)以上がより好ましく、60%(v/v)がさらに好ましい。炭化水素を1種又は2種以上を混合してもよい。   The proportion of hydrocarbon in the organic solvent applied to the transformant is not particularly limited, but is preferably 20% (v / v) or more, more preferably 40% (v / v) or more, and 60% (v / V) is more preferred. You may mix 1 type, or 2 or more types of hydrocarbons.

図1は、炭化水素の処理開始から物質生産が行われるまでの一連の過程を概念的に示した図である。図1(a)は水性溶媒10中にロドコッカス・エリスロポリスPR4株(親株及び形質転換体)12を添加した直後の様子を示した図である。ロドコッカス・エリスロポリスPR4株12を添加した直後は、有機溶媒14の周囲、即ち水性溶媒10中にロドコッカス・エリスロポリスPR4株12が分散した状態で存在している。   FIG. 1 is a diagram conceptually showing a series of processes from the start of hydrocarbon processing to the production of substances. FIG. 1 (a) is a view showing a state immediately after the Rhodococcus erythropolis PR4 strain (parent strain and transformant) 12 is added to the aqueous solvent 10. Immediately after the addition of Rhodococcus erythropolis PR4 strain 12, the Rhodococcus erythropolis PR4 strain 12 exists in a state of being dispersed around the organic solvent 14, that is, in the aqueous solvent 10.

その後、図1(b)に示すように、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株12は有機溶媒14の中に移動し、有機溶媒14中に凝集した状態となる。この時点で、水性溶媒10中にはロドコッカス・エリスロポリスPR4株12はほとんど存在しない状態となる。   Thereafter, as shown in FIG. 1 (b), Rhodococcus erythropolis PR4 strain 12 moves into the organic solvent 14 and agglomerates in the organic solvent 14. At this point, Rhodococcus erythropolis PR4 strain 12 is hardly present in aqueous solvent 10.

そして、図1(c)に示すように、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株12は有機溶媒14中の炭化水素を代謝して増殖すると共に、水溶性の生成物Pを生成する。有機溶媒14は疎水性であるため、水溶性の生成物Pは有機溶媒14から水性溶媒10中に移動し、水性溶媒10中に分散される。   As shown in FIG. 1C, Rhodococcus erythropolis PR4 strain 12 metabolizes and grows hydrocarbons in organic solvent 14 and produces water-soluble product P. Since the organic solvent 14 is hydrophobic, the water-soluble product P moves from the organic solvent 14 into the aqueous solvent 10 and is dispersed in the aqueous solvent 10.

なお、炭化水素の処理は撹拌を行っても行わなくてもよいが、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株12を有機溶媒14により多く接触させるという観点及び培地中の溶存酸素量を確保するという観点からは、撹拌を行いつつ処理することが好ましい。撹拌は、例えば撹拌装置や振盪装置を用いることで行うことができる。   Hydrocarbon treatment may or may not be carried out, but from the viewpoint of bringing more Rhodococcus erythropolis PR4 strain 12 into contact with organic solvent 14 and ensuring the amount of dissolved oxygen in the medium. It is preferable to perform the treatment while stirring. Stirring can be performed by using, for example, a stirring device or a shaking device.

図2は、炭化水素処理システム2の概念図である。図2に示すように、炭化水素処理システム2は、有機溶媒供給手段20と、水性溶媒供給手段22と、菌体添加手段24と、処理手段26と、生成物分離手段28と、を備えている。   FIG. 2 is a conceptual diagram of the hydrocarbon treatment system 2. As shown in FIG. 2, the hydrocarbon treatment system 2 includes an organic solvent supply unit 20, an aqueous solvent supply unit 22, a fungus body addition unit 24, a treatment unit 26, and a product separation unit 28. Yes.

有機溶媒供給手段20は、炭化水素を含む有機溶媒を、後述する処理手段26に供給するものである。   The organic solvent supply means 20 supplies an organic solvent containing hydrocarbons to the processing means 26 described later.

水性溶媒供給手段22は、培地成分を含む水性溶媒を、後述する処理手段26に供給するものである。培地成分を含む水性溶媒としては、一般細菌用培地を用いることができる。   The aqueous solvent supply means 22 supplies an aqueous solvent containing a medium component to the processing means 26 described later. As an aqueous solvent containing a culture medium component, a general bacterial culture medium can be used.

また、一般細菌用培地に他の培地成分を含んでいてもよい。一般細菌用培地としては、例えば、IB液体培地、YG液体培地、LB培地、マリンブロス、ニュートリエントブロス、トリプトソイブロス等を挙げることができる。一般細菌用培地の中でも、IB液体培地を用いることが特に好ましい。   Moreover, other culture medium components may be included in the culture medium for general bacteria. Examples of the medium for general bacteria include IB liquid medium, YG liquid medium, LB medium, marine broth, nutritive broth, tryptic soy broth and the like. Among general bacterial media, it is particularly preferable to use an IB liquid medium.

菌体添加手段24は、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株を、後述する処理手段26に添加するものである。ロドコッカス・エリスロポリスPR4株は培養の経過に応じて自身のコロニー形態をラフ型及びムコイド型のいずれの形態をもとりうるが、いずれの形態でも使用することができる。   The fungus body adding means 24 adds the Rhodococcus erythropolis PR4 strain to the processing means 26 described later. The Rhodococcus erythropolis PR4 strain can take either a rough type or a mucoid type according to the progress of the culture, but any form can be used.

菌体添加手段24には、予めロドコッカス・エリスロポリスPR4株を前培養する機能を有する前培養手段を備えることもできる。前培養は、例えば前記IB培地を用い、28〜30℃でロドコッカス・エリスロポリスPR4株を振盪培養することにより行うことができる。   The microbial cell addition means 24 can also be provided with a pre-culture means having a function of pre-culturing Rhodococcus erythropolis PR4 strain in advance. Pre-culture can be performed, for example, by shaking culture of Rhodococcus erythropolis PR4 at 28-30 ° C. using the IB medium.

処理手段26は、有機溶媒と水性溶媒とからなる培地中でロドコッカス・エリスロポリスPR4株が有機溶媒に含まれる炭化水素を処理するものである。有機溶媒は有機溶媒供給手段20から供給され、水性溶媒は水性溶媒供給手段22から供給される。   The treatment means 26 treats the hydrocarbons contained in the organic solvent by Rhodococcus erythropolis PR4 in a medium composed of an organic solvent and an aqueous solvent. The organic solvent is supplied from the organic solvent supply means 20, and the aqueous solvent is supplied from the aqueous solvent supply means 22.

これにより、有機溶媒−水性溶媒の二層培養系が形成される。そして、菌体供給手段24から水性溶媒中にロドコッカス・エリスロポリスPR4株が供給される。その後図示しない撹拌器によって有機溶媒と水性溶媒が撹拌され、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が炭化水素の代謝及び物質生産を開始する。炭化水素の処理条件は、例えば、図示しない撹拌装置で培地を撹拌しつつ、28〜30℃で、数日〜2週間程度行われる。なお、処理条件は、処理する炭化水素の種類に応じて適宜設定することができる。   As a result, an organic solvent-aqueous solvent bilayer culture system is formed. Then, the Rhodococcus erythropolis PR4 strain is supplied from the cell supply means 24 into the aqueous solvent. Thereafter, the organic solvent and the aqueous solvent are stirred by a stirrer (not shown), and Rhodococcus erythropolis PR4 strain starts hydrocarbon metabolism and substance production. Hydrocarbon treatment conditions are performed, for example, at a temperature of 28 to 30 ° C. for several days to two weeks while stirring the medium with a stirring device (not shown). In addition, process conditions can be suitably set according to the kind of hydrocarbon to process.

生成物分離手段18は、水性溶媒中に生産された生成物P、有機溶媒12及び水性溶媒10を分離するものである。分離方法は、従来公知の分離・精製方法(各種クロマトグラフィー又は各種電気泳動等)を利用することができる。また、有機溶媒−水性溶媒の二層培養系の性質を利用して、培地を所定時間放置し、有機溶媒と水性溶媒とが二層に分離された状態となってから、水性溶媒のみ分離し、生産物Pを精製することもできる。   The product separation means 18 separates the product P, the organic solvent 12 and the aqueous solvent 10 produced in the aqueous solvent. As the separation method, a conventionally known separation / purification method (various chromatography, various electrophoresis or the like) can be used. In addition, using the property of the organic solvent-aqueous solvent two-layer culture system, the medium is allowed to stand for a predetermined time, and after the organic solvent and the aqueous solvent are separated into two layers, only the aqueous solvent is separated. The product P can also be purified.

なお、有機溶媒中にはロドコッカス・エリスロポリスPR4株が存在しているため、水性溶媒と菌の分離も容易である。処理後は、生成物分離手段18により、有機溶媒12、水性溶媒10及び生成物Pに分離・精製される。   In addition, since Rhodococcus erythropolis PR4 strain | stump | stock exists in an organic solvent, isolation | separation of an aqueous solvent and a microbe is also easy. After the treatment, the product separation means 18 separates and purifies the organic solvent 12, the aqueous solvent 10 and the product P.

ロドコッカス・エリスロポリスPR4株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構生物遺伝資源情報部門が発行するカタログにNBRC100887として掲載されており、出願前に自由に分譲されうるものであった。   Rhodococcus erythropolis PR4 strain is listed as NBRC10087 in the catalog issued by the Biological Resource Information Division, National Institute of Product Evaluation and Technology, and could be freely distributed before filing.

次に本発明の実施形態を更に詳細に説明する。
[実施例1]各種炭化水素の処理
(1)IB液体培地の調製
以下の要領で、IB液体培地を調製した。即ち、ミリQを水1L用意し、これにグルコース(和光純薬工業)を10g、酵母エキス(DIFCO LABORATOREIS)を10g、MgCl2・7H2O(和光純薬工業)を0.2g、CaCl2・2H2O(和光純薬工業)を0.1g、NaCl(和光純薬工業)を0.1g、FeCl2・6H2O(和光純薬工業)を0.02g、(NH42SO4(和光純薬工業)を0.5g加え、NaOH溶液でpH7.2に調整後、121℃、15分間オートクレーブ滅菌した。
Next, embodiments of the present invention will be described in more detail.
[Example 1] Treatment of various hydrocarbons (1) Preparation of IB liquid medium An IB liquid medium was prepared in the following manner. That is, 1 L of Milli-Q was prepared, 10 g of glucose (Wako Pure Chemical Industries), 10 g of yeast extract (DIFCO LABORATOREIS), 0.2 g of MgCl 2 .7H 2 O (Wako Pure Chemical Industries), CaCl 2・ 0.1 g of 2H 2 O (Wako Pure Chemical Industries), 0.1 g of NaCl (Wako Pure Chemical Industries), 0.02 g of FeCl 2 .6H 2 O (Wako Pure Chemical Industries), (NH 4 ) 2 SO 4 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.5 g was added, adjusted to pH 7.2 with NaOH solution, and then autoclaved at 121 ° C. for 15 minutes.

(2)各種炭化水素
n−アルカンとして、n−ヘキサン(C6)、n−オクタン(C8)、n−ノナン(C9)、n−デカン(C10)、n−ウンデカン(C11)、n−ドデカン(C12)、n−トリデカン(C13)、n−テトラデカン(C14)、n−ペンタデカン(C15)、n−ヘキサデカン(C16)、n−ヘプタデカン(C17)、n−オクタデカン(C18)を使用した。分岐アルカンとして、プリスタン(C19)、スクワラン(C30)を使用した。
(2) Various hydrocarbons As n-alkanes, n-hexane (C6), n-octane (C8), n-nonane (C9), n-decane (C10), n-undecane (C11), n-dodecane ( C12), n-tridecane (C13), n-tetradecane (C14), n-pentadecane (C15), n-hexadecane (C16), n-heptadecane (C17), and n-octadecane (C18) were used. Pristane (C19) and squalane (C30) were used as branched alkanes.

(3)供試菌株
供試菌株として、ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)PR4株及びロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)S−2株を用いた。
(3) Test strain As the test strain, Rhodococcus erythropolis PR4 strain and Rhodococcus rhodochrous S-2 strain were used.

(4)炭化水素の処理方法(親株を用いた処理)
上記(3)に示した供試菌株を上記(1)で調製したIB液体培地に一白金耳接種し、28℃で3日間振盪培養した。前培養液を1ml採取し、15,000rpm、4℃、10分間遠心分離した。得られた沈殿に生理食塩水1mlを加え懸濁し、再度遠心分離を行った。その後、この洗浄操作を二回繰り返し、得られた沈殿を生理食塩水1mlに懸濁し、これを原液とした。
(4) Hydrocarbon treatment method (treatment using parent strain)
The test strain shown in (3) above was inoculated with a platinum loop into the IB liquid medium prepared in (1) above, and cultured with shaking at 28 ° C. for 3 days. 1 ml of the preculture was collected and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 10 minutes. The obtained precipitate was suspended by adding 1 ml of physiological saline, and centrifuged again. Thereafter, this washing operation was repeated twice, and the resulting precipitate was suspended in 1 ml of physiological saline, which was used as a stock solution.

供試菌株の初期濃度が104cfu/mlになるように原液を適宜希釈してφ24試験管(IWAKI GLASS)に入っている新しいIB培地に添加した。続いて上記(2)に示した各種炭化水素を、終濃度5%(v/v)になるようにそれぞれ加え、28℃、110rpmで振盪培養した。そして、培養開始から3日目に供試菌株の生育状況と供試菌株が局在している場所を観察した。ここで、有機溶媒中に存在している場合は「内在」、有機溶媒の表面に存在している場合は「表在」とした。結果を表1に示す。 The stock solution was appropriately diluted so that the initial concentration of the test strain was 10 4 cfu / ml, and added to fresh IB medium contained in a φ24 test tube (IWAKI GLASS). Subsequently, the various hydrocarbons shown in (2) above were added to a final concentration of 5% (v / v), followed by shaking culture at 28 ° C. and 110 rpm. Then, on the third day from the start of culture, the growth status of the test strain and the location where the test strain was localized were observed. Here, when it was present in the organic solvent, it was “internal”, and when it was present on the surface of the organic solvent, it was “superficial”. The results are shown in Table 1.

ロドコッカス・エリスロポリスPR4株を用いた場合、培養液の様子を比較したところ、炭素数14以上のn−アルカンと分岐アルカンを添加した条件で、有機溶媒と水性溶媒での濁度の上昇が確認された。   When Rhodococcus erythropolis PR4 was used, the state of the culture solution was compared. As a result, an increase in turbidity in an organic solvent and an aqueous solvent was confirmed under the condition that an n-alkane having 14 or more carbon atoms and a branched alkane were added. It was done.

また、顕微鏡観察を行ったところ、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が炭素数14以上の炭化水素粒子中に転移して存在している様子が確認された。   Further, when microscopic observation was performed, it was confirmed that Rhodococcus erythropolis PR4 strain was transferred and present in hydrocarbon particles having 14 or more carbon atoms.

炭素数10〜12のn−アルカンを添加した条件では、有機溶媒と水性溶媒の界面にだけ濁度の上昇が認められた。これらを、顕微鏡観察したところ、炭化水素粒子の表面にロドコッカス・エリスロポリスPR4株が吸着して存在している様子が確認された。   Under the conditions in which n-alkane having 10 to 12 carbon atoms was added, an increase in turbidity was observed only at the interface between the organic solvent and the aqueous solvent. When these were observed under a microscope, it was confirmed that Rhodococcus erythropolis PR4 strain was adsorbed on the surface of the hydrocarbon particles.

炭素数8以下のn−アルカンを用いた条件ではほとんど濁りが認められなかった。また、顕微鏡観察を行ったところ、水性溶媒及び有機溶媒中にロドコッカス・エリスロポリスPR4株が観察されなかったことから、他の条件に比べロドコッカス・エリスロポリスPR4株の数が著しく少ないものと予想された。   Under the condition using n-alkane having 8 or less carbon atoms, almost no turbidity was observed. Further, when microscopic observation was performed, since Rhodococcus erythropolis PR4 strain was not observed in the aqueous solvent and organic solvent, it is expected that the number of Rhodococcus erythropolis PR4 strain is significantly smaller than other conditions. It was.

一方、同様の検討をロドコッカス・ロドクラウスS−2株(表中、「S−2株」と表記する)についても行った。その結果、炭素数14以上のn−アルカンと分岐アルカンを添加した条件では、培養液全体に乳濁液の形成が認められた。また、顕微鏡観察を行ったところ、これらの条件ではロドコッカス・ロドクラウスS−2株は水性溶媒中に存在し、炭化水素粒子の表面にロドコッカス・ロドクラウスS−2株が吸着している様子が観察された。   On the other hand, the same examination was performed for Rhodococcus rhodochrous S-2 strain (in the table, referred to as “S-2 strain”). As a result, the formation of an emulsion was observed in the whole culture solution under the conditions in which an n-alkane having 14 or more carbon atoms and a branched alkane were added. Further, when microscopic observation was performed, it was observed that Rhodococcus rhodochrous S-2 was present in an aqueous solvent under these conditions, and that Rhodococcus rhodochrous S-2 was adsorbed on the surface of the hydrocarbon particles. It was.

炭素数12以下のn−アルカンを添加した条件では、乳濁液の形成は認められず、培養液中にロドコッカス・ロドクラウスS−2株を確認することができなかった。   Under the condition where n-alkane having 12 or less carbon atoms was added, formation of an emulsion was not observed, and Rhodococcus rhodochrous S-2 strain could not be confirmed in the culture solution.

このことから、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株とロドコッカス・ロドクラウスS−2株では、炭化水素との相互作用が異なることが判明した。また、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株は炭素数の異なる炭化水素を認識し、炭素数に適応した相互作用を行っていることが示唆された。   From this, it was found that Rhodococcus erythropolis PR4 strain and Rhodococcus rhodochrous S-2 strain have different interactions with hydrocarbons. It was also suggested that Rhodococcus erythropolis PR4 recognizes hydrocarbons with different carbon numbers and interacts with them according to the carbon number.

[実施例2]異なる炭化水素の混合比が炭化水素の処理に与える影響の検討(親株を使用した場合)
相互作用の異なる2種類の炭化水素を選択し、それぞれの割合をかえて、IB液体培地に添加し、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株による炭化水素の処理に与える影響を検討した。
[Example 2] Examination of influence of mixing ratio of different hydrocarbons on hydrocarbon treatment (when parent strain is used)
Two types of hydrocarbons with different interactions were selected, changed in their proportions, added to the IB liquid medium, and the effect on the treatment of hydrocarbons by Rhodococcus erythropolis PR4 was examined.

ロドコッカス・エリスロポリスPR4株をIB液体培地に一白金耳接種し、28℃で3日間振盪培養した。前培養液を1ml採取し、15,000rpm、4℃、10分間遠心分離した。得られた沈殿に生理食塩水1mlを加え懸濁し、再度遠心分離を行った。その後、この洗浄操作を二回繰り返し、得られた沈殿を生理食塩水1mlに懸濁し、これを原液とした。   One platinum loop of Rhodococcus erythropolis PR4 was inoculated into IB liquid medium, and cultured with shaking at 28 ° C. for 3 days. 1 ml of the preculture was collected and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 10 minutes. The obtained precipitate was suspended by adding 1 ml of physiological saline, and centrifuged again. Thereafter, this washing operation was repeated twice, and the resulting precipitate was suspended in 1 ml of physiological saline, which was used as a stock solution.

ロドコッカス・エリスロポリスPR4株の初期濃度が104cfu/mlになるように原液を適宜希釈し、別途調製したIB培地にロドコッカス・エリスロポリスPR4株を添加した。続いて異なる炭化水素をそれぞれ加え、28℃、110rpmで振盪培養した。 The stock solution was appropriately diluted so that the initial concentration of Rhodococcus erythropolis PR4 was 10 4 cfu / ml, and Rhodococcus erythropolis PR4 was added to the separately prepared IB medium. Subsequently, different hydrocarbons were added, respectively, and cultured with shaking at 28 ° C. and 110 rpm.

炭化水素としては、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が移行して代謝することができる炭化水素であるプリスタン(C19)と、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が有機溶媒の表面に吸着して代謝する炭化水素であるドデカン(C12)を混合したものを用いた。そして、混合した炭化水素の終濃度が5%(v/v)になるようにそれぞれの混合比を変化させて培養液に添加し、炭化水素の処理を行った。   Hydrocarbons include pristane (C19), which is a hydrocarbon that Rhodococcus erythropolis PR4 can migrate and metabolize, and hydrocarbon that Rhodococcus erythropolis PR4 absorbs and metabolizes on the surface of organic solvents. A mixture of some dodecane (C12) was used. And each mixing ratio was changed so that the final concentration of the mixed hydrocarbon might be 5% (v / v), and it added to the culture solution, and processed the hydrocarbon.

また、プリスタンと、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が移行して生育することができない炭化水素であるオクタン(C8)を用いて、上述した操作と同様の方法で炭化水素の処理を行った。結果を表2に示す。   Also, hydrocarbons were treated in the same manner as described above using pristane and octane (C8), which is a hydrocarbon that Rhodococcus erythropolis PR4 strain cannot migrate and grow. The results are shown in Table 2.

表2に示すように、ドデカンとプリスタンを混合した場合では、ドデカンとプリスタンの混合比が8:2〜1:9のときにロドコッカス・エリスロポリスPR4株の有機溶媒への移行が確認された。   As shown in Table 2, when dodecane and pristane were mixed, the transfer of Rhodococcus erythropolis PR4 to an organic solvent was confirmed when the mixing ratio of dodecane and pristane was 8: 2 to 1: 9.

一方、プリスタンとオクタンを混合した場合では、オクタンとプリスタンの混合比が6:4〜1:9のときにロドコッカス・エリスロポリスPR4株の有機溶媒への移行が確認された。   On the other hand, when pristane and octane were mixed, the transfer of Rhodococcus erythropolis PR4 to an organic solvent was confirmed when the mixing ratio of octane and pristane was 6: 4 to 1: 9.

[実施例3]ロドコッカス・エリスロポリスPR4株のアダプテーションの検討(親株を使用)
ロドコッカス・エリスロポリスPR4株(表中、「PR4株」と表記する)をIB液体培地に一白金耳接種し、28℃で3日間振盪培養した。前培養液を1ml採取し、15,000rpm、4℃、10分間遠心分離した。得られた沈殿に生理食塩水1mlを加え懸濁し、再度遠心分離を行った。その後、この洗浄操作を二回繰り返し、得られた沈殿を生理食塩水1mlに懸濁し、これを原液とした。
[Example 3] Examination of adaptation of Rhodococcus erythropolis PR4 strain (using parent strain)
Rhodococcus erythropolis PR4 strain (referred to as “PR4 strain” in the table) was inoculated into IB liquid medium in a platinum loop, and cultured with shaking at 28 ° C. for 3 days. 1 ml of the preculture was collected and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 10 minutes. The obtained precipitate was suspended by adding 1 ml of physiological saline, and centrifuged again. Thereafter, this washing operation was repeated twice, and the resulting precipitate was suspended in 1 ml of physiological saline, which was used as a stock solution.

ロドコッカス・エリスロポリスPR4株の初期濃度が104cfu/mlになるように原液を適宜希釈してφ24試験管(IWAKI GLASS)に入っている新しいIB液体培地に添加した。続いてプリスタン(C19)の終濃度が5%(v/v)になるように加え、28℃、110rpmで3日間振盪培養した。 The stock solution was appropriately diluted so that the initial concentration of Rhodococcus erythropolis PR4 strain was 10 4 cfu / ml and added to a fresh IB liquid medium contained in a φ24 test tube (IWAKI GLASS). Subsequently, the final concentration of pristane (C19) was added to 5% (v / v), followed by shaking culture at 28 ° C. and 110 rpm for 3 days.

培養開始から3日経過後に、プリスタン(C19)を添加したIB液体培地で培養したロドコッカス・エリスロポリスPR4株を回収した。そして、回収したロドコッカス・エリスロポリスPR4株を、初期濃度が104cfu/mlになるように、別途調製したIB液体培地に添加した。そして今度はドデカン(C12)の終濃度が5%(v/v)になるように加え、28℃、110rpmで振盪培養した。 After 3 days from the start of culture, Rhodococcus erythropolis PR4 cultured in IB liquid medium supplemented with pristane (C19) was recovered. The recovered Rhodococcus erythropolis PR4 strain was added to a separately prepared IB liquid medium so that the initial concentration was 10 4 cfu / ml. This time, the final concentration of dodecane (C12) was added to 5% (v / v), followed by shaking culture at 28 ° C. and 110 rpm.

なお、対照として、ドデカン(C12)を添加したIB液体培地でロドコッカス・エリスロポリスPR4株を培養した後、プリスタン(C19)を添加したIB液体培地でロドコッカス・エリスロポリスPR4株を培養した。   As a control, Rhodococcus erythropolis PR4 strain was cultured in an IB liquid medium supplemented with dodecane (C12), and then Rhodococcus erythropolis PR4 strain was cultured in an IB liquid medium supplemented with pristane (C19).

培養開始から3日目にロドコッカス・エリスロポリスPR4株の生育状況とロドコッカス・エリスロポリスPR4株が局在している場所を観察した。ここで、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が炭化水素中に存在している場合は「内在」、炭化水素の表面に存在している場合は「表在」とした。結果を表3に示す。   On the third day from the start of the culture, the growth status of Rhodococcus erythropolis PR4 strain and the location where Rhodococcus erythropolis PR4 strain was localized were observed. Here, when the Rhodococcus erythropolis PR4 strain is present in the hydrocarbon, it is “internal”, and when it is present on the surface of the hydrocarbon, it is “superficial”. The results are shown in Table 3.

表3に示すように、プリスタン(C19)を単独で処理したときと同様に、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株がドデカン(C12)の中に移行していることが判明した。逆にドデカン(C12)を添加した培地で培養したロドコッカス・エリスロポリスPR4株を回収し、プリスタン(C19)を添加した培地で培養したところ、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株はプリスタン(C19)中には移行せず、プリスタン(C19)の表面に表在することが判明した。このことから、第1段階目の処理時に、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株の細胞壁及び/又は細胞膜が炭化水素の種類に適応して変化し(アダプテーションを起こし)、その性質は、第2段階目の処理に用いる炭化水素が変わっても維持されると推察された。   As shown in Table 3, it was found that Rhodococcus erythropolis PR4 strain was transferred into dodecane (C12) in the same manner as when pristane (C19) was treated alone. Conversely, Rhodococcus erythropolis PR4 strain cultured in a medium supplemented with dodecane (C12) was recovered and cultured in a medium supplemented with pristane (C19). Rhodococcus erythropolis PR4 strain was found in pristane (C19). It did not migrate and was found to be present on the surface of pristane (C19). Therefore, during the first stage treatment, the cell wall and / or cell membrane of Rhodococcus erythropolis PR4 changes according to the type of hydrocarbon (adaptation), and its properties are It was inferred that the hydrocarbon used in the treatment could be maintained even if it changed.

〔実施例4〕
次に、プロテオーム解析による関連タンパク質、および、トランスポゾンを用いた変異導入による関連遺伝子について、説明する。
Example 4
Next, related proteins by proteome analysis and related genes by mutagenesis using transposon will be described.

培地
IB寒天培地:ミリQ水800 mlに8 gのglucose (和光純薬工業)、8 gのyeast extract (Becton,Dickison and company)、0.16 gのMgCl2・7H2O (和光純薬工業)、0.08 gのCaCl2・2H2O (和光純薬工業)、0.08 gのNaCl (和光純薬工業)、0.016 gのFeCl2・6H2O (和光純薬工業)、0.4 gの(NH4)2SO4 (和光純薬工業)を加え、pH 7.2に調整後、12 gのagar (和光純薬工業)加え、121℃で15分間オートクレーブした。
Culture medium
IB agar medium: glucose of milli-Q water 800 ml to 8 g (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), yeast the Extract of 8 g (Becton, Dickison and company ), 0.16 g MgCl 2 · 7H 2 O of (Wako Pure Chemical Industries), 0.08 g CaCl 2・ 2H 2 O (Wako Pure Chemical Industries), 0.08 g NaCl (Wako Pure Chemical Industries), 0.016 g FeCl 2・ 6H 2 O (Wako Pure Chemical Industries), 0.4 g (NH 4 ) 2 SO 4 (Wako Pure Chemical Industries) was added to adjust to pH 7.2, 12 g of agar (Wako Pure Chemical Industries) was added, and autoclaved at 121 ° C. for 15 minutes.

Luria-Bertani (LB)寒天培地:ミリQ水800 mlに8 gのNaCl (和光純薬工業)、8 gのtrypton (Difco)、4 gのyeast extract (Becton,Dickison and company) を加え、pH 7.2に調整後、12 gのagar (和光純薬工業)加え、121℃で15分間オートクレーブした。   Luria-Bertani (LB) agar medium: Add 8 g NaCl (Wako Pure Chemical Industries), 8 g trypton (Difco), 4 g yeast extract (Becton, Dickison and company) to 800 ml Milli-Q water, pH After adjusting to 7.2, 12 g of agar (Wako Pure Chemical Industries) was added, and autoclaved at 121 ° C. for 15 minutes.

Luria-Bertani (LB)液体培地:ミリQ水800 mlに8 gのNaCl (和光純薬工業)、8 gのtrypton (Difco)、4 gのyeast extract (Becton, Dickison and company) を加え、pH 7.2に調整後、121℃で15分間オートクレーブした。   Luria-Bertani (LB) liquid medium: Add 8 g NaCl (Wako Pure Chemical Industries), 8 g trypton (Difco), 4 g yeast extract (Becton, Dickison and company) to 800 ml Milli-Q water, pH After adjusting to 7.2, the mixture was autoclaved at 121 ° C. for 15 minutes.

試薬
0.5M EDTA:ビーカーにミリQ水をいれスターラーで混ぜながらEDTA・2Na (DOJINDO)を93.05 g加え、10 gのNaOHを加えた後、3 N NaOHによりpH 8.0に調整し、オートクレーブした。
reagent
0.5M EDTA: While mixing MilliQ water in a beaker, 93.05 g of EDTA · 2Na (DOJINDO) was added while stirring with a stirrer, 10 g of NaOH was added, pH was adjusted to 8.0 with 3 N NaOH, and autoclaved.

10% SDS:メジウムボトルにミリQ水500 mlをいれ、SDS (和光純薬工業)を14.42 g加え振り混ぜて溶かした。泡が消えるのを待ち、NaOHでpH 7.2に調整し、室温で保存した。   10% SDS: 500 ml of milli-Q water was placed in a medium bottle, and 14.42 g of SDS (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and shaken to dissolve. Waiting for the foam to disappear, adjusted to pH 7.2 with NaOH and stored at room temperature.

1 M tris HCl:ミリQ水に121.1 gのTRIZMA base (SIGMA)を溶かし、HCl (和光純薬工業)でpH 8.0に調整した後、ミリQ水で1000 mlまでフィルアップした。   1 M tris HCl: 121.1 g of TRIZMA base (SIGMA) was dissolved in Milli-Q water, adjusted to pH 8.0 with HCl (Wako Pure Chemical Industries), and then filled up to 1000 ml with Milli-Q water.

0.5 M tris-HCl:ミリQ水に6 gのTRIZMA base (SIGMA)を溶かし、HCl (和光純薬工業)でpH 6.8に調整した後、ミリQ水で100 mlまでフィルアップした。   0.5 M tris-HCl: 6 g of TRIZMA base (SIGMA) was dissolved in Milli-Q water, adjusted to pH 6.8 with HCl (Wako Pure Chemical Industries), and then filled up to 100 ml with Milli-Q water.

50 mM tris-HCl:ミリQ水に0.605 gのTRIZMA base (SIGMA)を溶かし、HCl (和光純薬工業)でpH 8.0に調整した後、ミリQ水で100 mlまでフィルアップした。   50 mM tris-HCl: 0.605 g of TRIZMA base (SIGMA) was dissolved in milliQ water, adjusted to pH 8.0 with HCl (Wako Pure Chemical Industries), and then filled up to 100 ml with milliQ water.

中性フェノール:1000 mlの1 M tris HClをオートクレーブし、常温まで放冷した。次にフェノール (和光純薬工業)を68℃の温浴に入れて、結晶を溶かして液状にした。このフェノールに酸化防止剤として8-ヒドロキシキノリン (和光純薬工業)を終濃度0.1%になるように加えて撹拌し、静置して二層に分離させた後、上層を除去した。これを繰り返してフェノールをpH 8.0に調整した。   Neutral phenol: 1000 ml of 1 M tris HCl was autoclaved and allowed to cool to room temperature. Next, phenol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was placed in a 68 ° C warm bath to dissolve the crystals and make them liquid. To this phenol, 8-hydroxyquinoline (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an antioxidant was added to a final concentration of 0.1%, stirred, allowed to stand to separate into two layers, and then the upper layer was removed. This was repeated to adjust the phenol to pH 8.0.

3 M 酢酸ナトリウム:ビーカーにミリQ水を加え、スターラーで混ぜながら酢酸ナトリウム (和光純薬工業)を204.05 g加えた。これに氷酢酸を加えてpH 5.2に調整した。ミリQ水で500 mlにフィルアップしてオートクレーブをした。   3 M sodium acetate: Milli-Q water was added to a beaker, and 204.05 g of sodium acetate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added while mixing with a stirrer. Glacial acetic acid was added thereto to adjust to pH 5.2. Filled up to 500 ml with MilliQ water and autoclaved.

Solution I:ビーカーにミリQ水を加えスターラーで混ぜながら、1 M glucose (和光純薬工業) を15 ml、1 M Tris HCl (pH 8.0)を7.5 ml、0.5 M EDTA (pH 8.0)を6 ml加え、300 mlにフィルアップしてオートクレーブをした。   Solution I: While adding Milli-Q water to a beaker and mixing with a stirrer, 15 ml of 1 M glucose (Wako Pure Chemical Industries), 7.5 ml of 1 M Tris HCl (pH 8.0), 6 ml of 0.5 M EDTA (pH 8.0) In addition, it was filled up to 300 ml and autoclaved.

Solution II:ファルコンチューブにミリQ水を50 ml加え、次にNaOH (和光純薬工業)を0.4 g、SDS (和光純薬工業)を5 ml加えて振り混ぜた。   Solution II: 50 ml of Milli-Q water was added to the Falcon tube, then 0.4 g of NaOH (Wako Pure Chemical Industries) and 5 ml of SDS (Wako Pure Chemical Industries) were added and shaken and mixed.

TE buffer:ミリQ水に10 mlの1M tris HCl (pH 8.0)と2 mlの0.5 M EDTA (pH8.0)を加え、ミリQ水で1000 mlまでフィルアップした。次にこれをオートクレーブし、常温まで放冷した。   TE buffer: 10 ml of 1 M tris HCl (pH 8.0) and 2 ml of 0.5 M EDTA (pH 8.0) were added to Milli-Q water and filled up to 1000 ml with Milli-Q water. Next, this was autoclaved and allowed to cool to room temperature.

50×TAE buffer:ミリQ水にTRIZMA base (SIGMA)を242 g、酢酸を57.1 ml、0.5M EDTAを100 ml加え、1000 mlまでフィルアップしたのち、オートクレーブをした。   50 × TAE buffer: 242 g of TRIZMA base (SIGMA), 57.1 ml of acetic acid and 100 ml of 0.5M EDTA were added to Milli-Q water and filled up to 1000 ml, followed by autoclaving.

1×TAE buffer:ミリQ水に20 mlの50×TAE bufferを加え、ミリQ水で1000 mlまでフィルアップした。   1 × TAE buffer: 20 ml of 50 × TAE buffer was added to Milli-Q water and filled up to 1000 ml with Milli-Q water.

プロテナーゼK:プロメガ株式会社の製品を使用した。ミリQ水を用いて2 mg/mlの濃度に希釈を行い、0.22 μmのマイレクスを使用してろ過滅菌を行った。   Proteinase K: A product of Promega Corporation was used. The solution was diluted to a concentration of 2 mg / ml using Milli-Q water, and sterilized by filtration using 0.22 μm mirex.

IPTG:TaKaRaの製品を使用した。ミリQ水10 mlにIPTGを0.238 g溶解し、0.22 μmのマイレクス (Millipore)を使用してろ過滅菌を行った。   IPTG: TaKaRa product was used. 0.238 g of IPTG was dissolved in 10 ml of Milli-Q water, and sterilized by filtration using 0.22 μm Millex (Millipore).

Xgal:TaKaRaの製品を使用した。ミリQ水を用いて20 mg/mlの濃度に希釈を行い、0.22 μmのマイレクス (Millipore)を使用してろ過滅菌を行った。   Xgal: TaKaRa product was used. Dilute to a concentration of 20 mg / ml with MilliQ water and filter sterilize using 0.22 μm Millex (Millipore).

Km:和光純薬工業の製品を使用した。ミリQ水を用いて100 mg/mlの濃度に希釈を行い、0.22 μmのマイレクス (Millipore)を使用してろ過滅菌を行った。   Km: Wako Pure Chemical Industries product was used. Dilution was performed to a concentration of 100 mg / ml using Milli Q water, and sterilization by filtration was performed using 0.22 μm Millex (Millipore).

Amp:和光純薬工業の製品を使用した。ミリQ水を用いて100 mg/mlの濃度に希釈を行い、0.22 μmのマイレクス (Millipore)を使用してろ過滅菌を行った。   Amp: Wako Pure Chemical Industries product was used. Dilution was performed to a concentration of 100 mg / ml using Milli Q water, and sterilization by filtration was performed using 0.22 μm Millex (Millipore).

Ts:SIGMAの製品を使用した。ミリQ水を用いて100 mg/mlの濃度に希釈を行い、0.22 μmのマイレクス (Millipore)を使用してろ過滅菌を行った。   Ts: SIGMA product was used. Dilution was performed to a concentration of 100 mg / ml using Milli Q water, and sterilization by filtration was performed using 0.22 μm Millex (Millipore).

denaturing buffer: SDS (和光純薬工業)を0.1 gを50 mM tris-HCl (pH 8.0)に溶解させ、ミリQ水を100 mlにフィルアップした。   Denaturing buffer: SDS (Wako Pure Chemical Industries) 0.1 g was dissolved in 50 mM tris-HCl (pH 8.0), and Milli-Q water was filled up to 100 ml.

Working Reagent (発色試薬):まず、BCA TM Protein Assay Kitに付属するWorking Reagent AとWorking Reagent Bを50:1の割合で必要量調製した。 Working Reagent (coloring reagent): First, the necessary amounts of Working Reagent A and Working Reagent B included in the BCA Protein Assay Kit were prepared at a ratio of 50: 1.

20%(W/V) SDS:ミリQ水を4 mlにsodium dodecyl sulfate (和光純薬工業)を1 g溶解した。   20% (W / V) SDS: 1 g of sodium dodecyl sulfate (Wako Pure Chemical Industries) was dissolved in 4 ml of milli-Q water.

sample buffer:ミリQ水3.18 mlに0.5 M tris-HClを1.25 ml、glycerol (和光純薬工業)を2.5 ml, 20% SDSを1.9 ml、β-mercaptoethanol (SIGMA)を0.47 ml加えた。   sample buffer: 1.25 ml of 0.5 M tris-HCl, 2.5 ml of glycerol (Wako Pure Chemical Industries), 1.9 ml of 20% SDS, and 0.47 ml of β-mercaptoethanol (SIGMA) were added to 3.18 ml of milli-Q water.

2×sample buffer:ミリQ水0.2 mlに0.5M tris-HClを1.25 ml、glycerol (和光純薬工業)を5 ml、20% SDSを1.9 ml、1% bromophenol blueを0.2 ml、β-mercaptoethanol (SIGMA)を0.95 ml加えた。   2 x sample buffer: 0.2 ml of milli-Q water, 1.25 ml of 0.5M tris-HCl, 5 ml of glycerol (Wako Pure Chemical Industries), 1.9 ml of 20% SDS, 0.2 ml of 1% bromophenol blue, β-mercaptoethanol ( 0.95 ml of SIGMA) was added.

分子量マーカー用sample buffer:ミリQ水3.55 mlに0.5 M tris-HClを1.25 ml、glycerol (和光純薬工業)を2.5 ml、10% SDSを2 ml、0.5% bromophenol blueを0.2 ml、β-mercaptoethanol (SIGMA)を0.5 ml加えた。   Sample buffer for molecular weight marker: Milli-Q water 3.55 ml, 0.5 M tris-HCl 1.25 ml, glycerol (Wako Pure Chemical Industries) 2.5 ml, 10% SDS 2 ml, 0.5% bromophenol blue 0.2 ml, β-mercaptoethanol 0.5 ml of (SIGMA) was added.

SDS-PAGE用分子量マーカー:分子量マーカーを5 μlに、分子量マーカー用sample bufferを95 μl加え混合した。   Molecular weight marker for SDS-PAGE: 5 μl of molecular weight marker and 95 μl of sample buffer for molecular weight marker were added and mixed.

running buffer:ミリQ水を500 mlに、tris aminomethane nuclease and protease tested(ナカライテスク株式会社)を15.15 g、glycine (和光純薬工業)を72 g、SDSを5 g、100 ml、を加え混合した。これを100 mlとミリQ水900 mlを加え混合した。   running buffer: Milli-Q water in 500 ml, tris aminomethane nuclease and protease tested (Nacalai Tesque Co., Ltd.) 15.15 g, glycine (Wako Pure Chemical Industries) 72 g, SDS 5 g, 100 ml . 100 ml of this and 900 ml of milli Q water were added and mixed.

洗浄液:ミリQ水100 ml にmethanol (和光純薬工業)を100 mlを混合し、冷蔵した。   Cleaning liquid: 100 ml of methanol (Wako Pure Chemical Industries) was mixed with 100 ml of Milli-Q water and refrigerated.

停止液:ミリQ水190 ml にacetic acid (和光純薬工業)を100 mlを混合し、冷蔵した。   Stopping solution: 100 ml of acetic acid (Wako Pure Chemical Industries) was mixed with 190 ml of Milli-Q water and refrigerated.

増感液:ミリQ水50 ml にsodium tThiosufate (和光純薬工業)を10 mg加え混合し、冷蔵した。   Sensitizer: 10 mg of sodium tThiosufate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 50 ml of Milli-Q water, mixed and refrigerated.

硝酸銀水溶液:ミリQ水50 ml にsilver nitrate (SIGMA)を50 mg加え混合し、遮光して冷蔵した。   Silver nitrate aqueous solution: 50 mg of silver nitrate (SIGMA) was added to 50 ml of milli-Q water and mixed, and the mixture was refrigerated with light shielding.

現像液:ミリQ水50 mlに sodium carbonate (和光純薬工業)を1 g加えた。使用直前に、formaldehyde sodium (nacalai tesque)を50 μlを加えた。   Developer: 1 g of sodium carbonate (Wako Pure Chemical Industries) was added to 50 ml of milli-Q water. Immediately before use, 50 μl of formaldehyde sodium (nacalai tesque) was added.

100 mMチオ硫酸ナトリウム:ミリQ水50 mlに sodium thiosufate (和光純薬工業)を791 mgを加え混合し、遮光して冷蔵した。   Sodium thiosufate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 791 mg was added to 100 mM sodium thiosulfate: Milli-Q water (50 ml), mixed, and refrigerated in the dark.

1 M DDT:ミリQ水5 mlに ditio threitol (和光純薬工業)を771 mgを加え混合した。   1 M DDT: 771 mg of ditio threitol (Wako Pure Chemical Industries) was added to 5 ml of Milli-Q water and mixed.

1 M 重炭酸アンモニウム:ミリQ水100 mlに ammonium bicarbonateを7.9 gを加え混合し、遮光後冷蔵した。   1 M ammonium bicarbonate: 7.9 g of ammonium bicarbonate was added to 100 ml of milli-Q water and mixed, and after refrigeration, refrigerated.

50 mM 重炭酸アンモニウム:ミリQ水を1520 μl に1 M 重炭酸アンモニウムを80 μlを加え混合し、遮光後冷蔵した。   50 mM ammonium bicarbonate: 1520 μl of milli-Q water was mixed with 80 μl of 1 M ammonium bicarbonate, mixed with light, and then refrigerated.

トリプシン溶液:修飾トリプシン 100 μg/ml (Promega)を20 μlと添付のbuffer (50 mM Ac OH)を180 μlを混合し、少量ずつ分注して-80℃で保存した。このトリプシン溶液 (100 μg/ml)を20 μl、50 mM 重炭酸アンモニウムを180 μlを使用直前に混合し、遮光し冷蔵した。   Trypsin solution: 20 μl of modified trypsin 100 μg / ml (Promega) and 180 μl of the attached buffer (50 mM AcOH) were mixed and dispensed in small portions and stored at −80 ° C. 20 μl of this trypsin solution (100 μg / ml) and 180 μl of 50 mM ammonium bicarbonate were mixed immediately before use, protected from light and refrigerated.

脱色液:使用直前に30 mM フェリシアン化カリウム500 μlと100 mM チオ硫酸ナトリウム500 μlを混合し、冷蔵した。   Decoloring solution: Immediately before use, 500 μl of 30 mM potassium ferricyanide and 500 μl of 100 mM sodium thiosulfate were mixed and refrigerated.

還元液:ミリQ水950 μlに、 1 M DDT (和光純薬工業)を10 μl、1 M 重炭酸アンモニウムを25 μl使用直前に混合し、冷蔵した。   Reduction solution: 950 μl of Milli-Q water was mixed with 10 μl of 1 M DDT (Wako Pure Chemical Industries) and 25 μl of 1 M ammonium bicarbonate immediately before use and refrigerated.

洗浄buffer:ミリQ水3 ml に1 M 重炭酸アンモニウムを75 μlとを使用直前に混合した。   Wash buffer: 3 ml of milli-Q water was mixed with 75 μl of 1 M ammonium bicarbonate immediately before use.

アルキル化液:使用直前にIndocaetamide (和光純薬工業)を10 mg、洗浄bufferを1 mlを混合し、遮光後冷蔵した。   Alkylating solution: 10 mg of Indocaetamide (Wako Pure Chemical Industries) and 1 ml of washing buffer were mixed immediately before use, and refrigerated after shading.

脱水液:使用直前に100%アセトニトリル (和光純薬工業)を2 ml、1 M 重炭酸アンモニウムを100 μlを混合し、冷蔵した。   Dehydration solution: Immediately before use, 2 ml of 100% acetonitrile (Wako Pure Chemical Industries) and 100 μl of 1 M ammonium bicarbonate were mixed and refrigerated.

抽出液:遮光した15 ml容コーニングチューブに100%TFA (和光純薬工業)を1 mlとミリQ水を900 μlを加え、混合し10%TFA溶液とした。続いて、アセトニトリルを500 μlと10%TFA溶液を500 μlを使用直前に混合し、冷蔵した。   Extract: 1 ml of 100% TFA (Wako Pure Chemical Industries) and 900 μl of MilliQ water were added to a 15 ml Corning tube protected from light, and mixed to obtain a 10% TFA solution. Subsequently, 500 μl of acetonitrile and 500 μl of 10% TFA solution were mixed immediately before use and refrigerated.

10%ギ酸:遮光した50 ml容コーニングチューブに、ミリQ水を18 ml加え、ドラフト内でformic acid (和光純薬工業)を2 mlを加えて混合した。   10% formic acid: To a 50 ml Corning tube protected from light, 18 ml of MilliQ water was added, and 2 ml of formic acid (Wako Pure Chemical Industries) was added and mixed in a fume hood.

0.1%ギ酸遮光した15 ml容コーニングチューブに、ミリQ水を99.9 ml、10%ギ酸を100 μlを加え混合し、冷蔵した。   To a 15 ml Corning tube protected from 0.1% formic acid, 99.9 ml of milli-Q water and 100 μl of 10% formic acid were added, mixed, and refrigerated.

使用した炭化水素は次のとおりである。
The used hydrocarbons are as follows.

使用したプライマーは次のとおりである。
The used primers are as follows.

使用菌株および培養条件
Rhodococcus属細菌はIB培地で培養を行った。静置培養は、R. erythropolis PR4株は30℃で、R. rhodochrous S-1株、R. rhodochrous S-2株、R. rhodochrous R-1株、R. rhodochrous R-2株は37℃で行い、液体培地による振盪培養はどれも110 rpm、28℃で行った。また、二層培養系には細胞がアルカンの内部に転移する条件の代表としてC19、細胞がアルカンの表面に吸着する条件の代表としてC12を用い、これらのアルカンを5-20% (v/v)になるようIB培地に添加し、28℃、110 rpm、3日間振盪培養した。
Strains used and culture conditions
Rhodococcus bacteria were cultured in IB medium. Static culture is performed at 30 ° C for the R. erythropolis PR4 strain and at 37 ° C for the R. rhodochrous S-1 strain, the R. rhodochrous S-2 strain, the R. rhodochrous R-1 strain, and the R. rhodochrous R-2 strain. All the shaking cultures in the liquid medium were performed at 110 rpm and 28 ° C. In the bilayer culture system, C19 is used as a representative condition for cells to migrate into the alkane, and C12 is used as a representative condition for the cells to adsorb to the surface of the alkane. These alkanes are 5-20% (v / v ) And added to the IB medium and cultured with shaking at 28 ° C. and 110 rpm for 3 days.

位相差顕微鏡による観察
炭化水素を添加した本培養液の有機層と水層をそれぞれ3 μlずつ採取した。これをプレパラート (IWAKI)に滴下し、カバーガラス (IWAKI)をのせたものサンプルとした。位相差顕微鏡 (OLYMPUS DP50)のステージにサンプルを乗せ、スライドガラスにイマージョンオイルを一滴垂らした。対物レンズの倍率を100倍にして、まず明視野で観察し、その後位相差で観察を行った。
Observation by phase contrast microscope 3 μl each of the organic layer and the aqueous layer of the main culture solution to which hydrocarbons were added was collected. This was dropped on a preparation (IWAKI), and a sample with a cover glass (IWAKI) placed thereon was obtained. A sample was placed on the stage of a phase contrast microscope (OLYMPUS DP50), and a drop of immersion oil was dropped on the slide glass. The magnification of the objective lens was set to 100 times, and the observation was first performed in a bright field, and then the observation was performed with a phase difference.

プロテオーム解析
タンパク質の抽出
二層培養系から得られた菌体は、各種遠心分離、あるいは疎水性フィルターを用いた吸引ろ過などを適宜組み合わせて回収した。回収した菌体1 mgに対して2 μlのsample bufferを加え、混合し、100℃で18分間煮沸、また超音波破砕を適宜組み合わせ、タンパク質の抽出を行った。その後、室温まで冷却し、4℃で12000 rpmで10分間遠心分離した。得られた上清を別のエッペンチューブに移しこの液をタンパク質抽出液とし次の操作に用いた。
Proteome Analysis Protein Extraction Bacteria obtained from the two-layer culture system were collected by appropriately combining various centrifugations or suction filtration using a hydrophobic filter. 2 μl of sample buffer was added to 1 mg of the collected bacterial cells, mixed, boiled at 100 ° C. for 18 minutes, and sonication was appropriately combined to extract proteins. Then, it cooled to room temperature and centrifuged for 10 minutes at 12000 rpm at 4 degreeC. The obtained supernatant was transferred to another Eppendorf tube, and this solution was used as a protein extract for the next operation.

タンパク質濃度の測定
タンパク質濃度の測定は、Compat AbleTM Protein Assay Reagent Setを用い、基本的に説明書どおりに行った。サンプル中からのSDSおよびメルカプトエタノールの除去は以下の要領で行った。まず、サンプル溶液の容量を計量し、5倍量のreagent 1を加え、混合し、5分間静置した。次に、reagent 2をreagent 1と同量加え混合し、10000 rpmで15分間、4℃で遠心分離した。遠心後、得られた沈殿物を採取しないように上清のみを除去した。これらの操作をもう一度繰り返した。
Measurement of protein concentration The protein concentration was measured using Compat Able Protein Assay Reagent Set basically according to the instructions. Removal of SDS and mercaptoethanol from the sample was performed as follows. First, the volume of the sample solution was weighed, 5 times the amount of reagent 1 was added, mixed, and allowed to stand for 5 minutes. Next, reagent 2 was added in the same amount as reagent 1, mixed, and centrifuged at 10000 rpm for 15 minutes at 4 ° C. After centrifugation, only the supernatant was removed so as not to collect the resulting precipitate. These operations were repeated once more.

得られた沈殿物の酸の除去とタンパク質を沈殿させるために、アセトン沈澱法を行った。得られた沈澱に、ミリQ水を100 μlとアセトン400 μlを加え、混合した。その後、-20℃で一晩放置し、12000 rpmで15分間遠心分離し、上清を除去した。得られた沈澱を遠心エバポレーターにかけ、沈殿乾固した。   In order to remove the acid from the precipitate and precipitate the protein, an acetone precipitation method was performed. To the resulting precipitate, 100 μl of milli-Q water and 400 μl of acetone were added and mixed. Then, it was left overnight at −20 ° C. and centrifuged at 12000 rpm for 15 minutes, and the supernatant was removed. The obtained precipitate was applied to a centrifugal evaporator and precipitated and dried.

その後、denaturing bufferを100 μl加え、超音波破砕機にかけた。条件は、破砕30秒、インターバル30秒で、沈殿が細かくなるまで (約8回)繰り返し、沈澱を溶解させた。各サンプルを12000 rpmで15分間、4℃で遠心分離を行い、上清のみを新しいチューブに回収し、-20℃で保存した。   Thereafter, 100 μl of denaturing buffer was added and applied to an ultrasonic crusher. The conditions were 30 seconds crushing, 30 seconds interval, and repeated until the precipitate became fine (about 8 times) to dissolve the precipitate. Each sample was centrifuged at 12000 rpm for 15 minutes at 4 ° C, and only the supernatant was collected in a new tube and stored at -20 ° C.

スタンダードの調製の調整は以下の要領で行った。BCA TM Protein Assay Kitに付属する2 mg/ml BSAスタンダード原液50 μlを1.5 mlチューブに採取し、denaturing bufferを150 μlを加え、500 μg/ml BSAスタンダードを調製した。この500 μg/ml BSAスタンダード溶液を2倍希釈していき、250 μg/ml、125 μg/ml、 62.5 μg/ml、31.25 μg/ml、15.625 μg/mlとなるように調製し、これをスタンダード溶液とした。 The preparation of the standard was adjusted as follows. 50 μl of the 2 mg / ml BSA standard stock solution supplied with the BCA Protein Assay Kit was collected in a 1.5 ml tube, and 150 μl of denaturing buffer was added to prepare a 500 μg / ml BSA standard. This 500 μg / ml BSA standard solution is diluted 2 times and prepared to 250 μg / ml, 125 μg / ml, 62.5 μg / ml, 31.25 μg / ml, 15.625 μg / ml. It was set as the solution.

吸光度の測定は以下の容量で行った。まず、上述したスタンダード溶液を25 μlずつ3連で96 wellのプレートにアプライした。次に、予めdenaturing bufferでサンプルを10、20、50、100、200倍に希釈しサンプルを同様に25 μlずつ96 wellのプレートにアプライした。   Absorbance was measured in the following volume. First, 25 μl of the above standard solution was applied in triplicate to a 96-well plate. Next, the sample was diluted 10, 20, 50, 100, and 200 times in advance with a denaturing buffer, and 25 μl of the sample was similarly applied to a 96-well plate.

続いて、分注ピペッターで素早くWRを200 μlずつ各wellに加え、アルミホイルで遮光し、37℃で30分間インキュベートした。その後、マイクロプレートリーダーで540 nmにおける吸光度を測定した。吸光度値からタンパク質濃度を算出した。   Subsequently, 200 μl of WR was quickly added to each well with a pipetting pipetter, shielded from light with aluminum foil, and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Thereafter, the absorbance at 540 nm was measured with a microplate reader. The protein concentration was calculated from the absorbance value.

SDS-PAGE
まず、泳動キットを5%EXTRAN MA02 (Merck)で洗浄し、15%T Resolving Gelをセットし、running bufferをゲルが隠れる程入れ、T Resolving Gelのコームを外した。次に、ゲルの両端に1×sample bufferを5 μlアプライし、さらに、分子量マーカーを5 μlと各サンプルのタンパク質抽出液を1レーンに10 μlずつアプライした。60 Vで電気泳動を行い、バンドがゲルの下から、約5 mmのところまで来たら、泳動を終了した。
SDS-PAGE
First, the electrophoresis kit was washed with 5% EXTRAN MA02 (Merck), 15% T Resolving Gel was set, running buffer was added to hide the gel, and the T Resolving Gel comb was removed. Next, 5 μl of 1 × sample buffer was applied to both ends of the gel, and 5 μl of molecular weight marker and 10 μl of protein extract of each sample were applied to each lane. Electrophoresis was performed at 60 V, and the electrophoresis was terminated when the band reached approximately 5 mm from the bottom of the gel.

電気泳動泳動後、ゲルを取り出し、二枚のガラス板の間にミクロスパーテルをねじ込み、ガラスを一枚はがしてゲルをタッパーに移した。染色操作は以下の要領で行った。   After electrophoresis, the gel was taken out, a micropartel was screwed between two glass plates, the glass was peeled off, and the gel was transferred to a tapper. The staining operation was performed as follows.

固定液を適量加え40分間振盪した。続いて、固定液を捨て、洗浄液を同程度加え、10分間振盪した。同様に洗浄液を捨て、ミリQ水を適量加え10 分間振盪し、その後、液を捨てた。これに増感液を適量加え、1分間振盪した後、液を捨てた。増感液処理後のゲルにミリQ水を適量加え1分間振盪し、液を捨てた。   An appropriate amount of fixative was added and shaken for 40 minutes. Subsequently, the fixing solution was discarded, the same amount of washing solution was added, and the mixture was shaken for 10 minutes. Similarly, the washing solution was discarded, an appropriate amount of milli-Q water was added and shaken for 10 minutes, and then the solution was discarded. An appropriate amount of a sensitizing solution was added to this, and after shaking for 1 minute, the solution was discarded. An appropriate amount of milli-Q water was added to the gel after the sensitizing solution treatment, and the mixture was shaken for 1 minute, and the solution was discarded.

この操作を3回繰り返した。続いて硝酸銀液を適量加え20分間、4℃で振盪した後、液を捨てた。これにミリQ水を適量加え、1分間振盪した後に液を捨てた。この操作を三回繰り返した。最後に現像液を適量加え、注意深く観察しながら、バンドの濃さが調度良くなるまで振盪し、急いで現像液を捨て、停止液を加えた。これを10分間振盪し、さらに、適量のミリQ水で3回洗浄した後、ミリQ水中でゲルを保存した。染色終了後、ゲルをOHPフィルムに挟み、スキャナーで画像を撮り込んだ。   This operation was repeated three times. Subsequently, an appropriate amount of silver nitrate solution was added and shaken at 4 ° C. for 20 minutes, and then the solution was discarded. An appropriate amount of milli-Q water was added thereto, and after shaking for 1 minute, the liquid was discarded. This operation was repeated three times. Finally, an appropriate amount of developer was added, and while carefully observing, the mixture was shaken until the darkness of the band became good, the developer was quickly discarded, and a stop solution was added. This was shaken for 10 minutes, further washed three times with an appropriate amount of milli-Q water, and then the gel was stored in milli-Q water. After dyeing, the gel was sandwiched between OHP films and images were taken with a scanner.

切り出し・ゲル内消化
ゲルの切り出しは以下の要領で行った。4℃で保存していた染色済みのゲルを方眼紙と合致させたOHPフィルムの上に置き、それらをライト板の上に置いた。ゲルをメスで1レーンにつき6.5 mm間隔の11分画に切り出し、更に、切り出したゲルを1 mm角に切断後、1.5 mlエッペンチューブにゲル片を入れた。
Cutting out and in-gel digestion The gel was cut out as follows. Stained gels stored at 4 ° C. were placed on OHP film matched with graph paper and placed on a light board. The gel was cut into 11 fractions with a scalpel at intervals of 6.5 mm per lane, and the cut gel was cut into 1 mm squares, and the gel pieces were placed in a 1.5 ml Eppendorf tube.

脱色の操作は以下の要領で行った。各サンプルに脱色液を100 μlずつ入れ、サーモミキサーを用いて24℃で10分間振盪した。その後、ゲルを吸い込まないように脱色をピペットマンで取り除いた。これらにミリQ水を500 μl加え、サーモミキサーを用いて24℃で15分間振盪し、ミリQ水を取り除いた。これらの操作を三回繰り返し、脱色液を完全に取り除いた。   The decoloring operation was performed as follows. 100 μl of decolorizing solution was added to each sample and shaken at 24 ° C. for 10 minutes using a thermomixer. Thereafter, the decolorization was removed with a pipetman so as not to suck the gel. 500 μl of Milli-Q water was added to these and shaken for 15 minutes at 24 ° C. using a thermomixer to remove Milli-Q water. These operations were repeated three times to completely remove the decolorizing solution.

タンパク質のゲル内消化は以下の要領で行った。まず、パスツールピペットを用いてアセトニトリルを100 μl加え、サーモミキサーを用いて5分間振盪した後、同様にパスツールピペットを用いてアセトニトリルを取り除いた。   In-gel digestion of protein was performed as follows. First, 100 μl of acetonitrile was added using a Pasteur pipette, and after shaking for 5 minutes using a thermomixer, acetonitrile was similarly removed using a Pasteur pipette.

予めチューブの蓋にシリンジで穴を開けておいたチューブの蓋を用意し、サンプルチューブの蓋と交換した。これらを遠心エバポレーターで15分間遠心し、液を蒸発させゲルを乾固させた。   A tube lid that had been previously pierced with a syringe in the tube lid was prepared and replaced with a sample tube lid. These were centrifuged for 15 minutes with a centrifugal evaporator, and the liquid was evaporated to dry the gel.

ここで、穴の開いた蓋を取り、元の蓋に戻した。これらに還元液を100 μl加え56℃で60分間振盪し、その後、室温に戻してから還元液を取り除いた。これらのサンプルに洗浄bufferを100 μl加え、24℃で10分間振盪し、同様に液を取り除いた。   Here, the lid with the hole was taken out and returned to the original lid. 100 μl of the reducing solution was added to these, and the mixture was shaken at 56 ° C. for 60 minutes. 100 μl of washing buffer was added to these samples and shaken at 24 ° C. for 10 minutes, and the liquid was similarly removed.

続いて、アルキル化液を100 μl加えて24℃で45分間、遮光しながら振盪し、その後、溶液を取り除いた。これらに洗浄bufferを100 μl加え24℃で10分間振盪し、その後、脱水液を200 μl加えて24℃で10分間振盪を行った後、全ての溶液を取り除いた。さらに、これらのサンプルに脱水液を200 μl加え、24℃で10分間振盪を行い、液を捨てた。続いてサンプルの乾固を上述した要領で行った。   Subsequently, 100 μl of the alkylating solution was added and shaken at 24 ° C. for 45 minutes while shielding light, and then the solution was removed. To this, 100 μl of washing buffer was added and shaken at 24 ° C. for 10 minutes. Then, 200 μl of dehydrated solution was added and shaken at 24 ° C. for 10 minutes, and then all the solutions were removed. Furthermore, 200 μl of dehydrating solution was added to these samples, shaken at 24 ° C. for 10 minutes, and the solution was discarded. Subsequently, the sample was dried as described above.

乾固させたサンプルにトリプシン溶液を25 μl加え30分間氷上で静置し、ゲル片にトリプシン溶液をしみこませた。必要な場合、余分なトリプシン溶液を取り除いた。これらのサンプルを37℃で一晩 (約15時間)反応させた。   To the dried sample, 25 μl of trypsin solution was added and left on ice for 30 minutes to soak the gel piece with the trypsin solution. If necessary, excess trypsin solution was removed. These samples were reacted overnight (about 15 hours) at 37 ° C.

反応終了後、抽出液を50 μl加え24℃、30分間振盪した。フラッシング後、ゲル片を含まないように注意深く溶液取出し、新しいチューブに移した。この抽出操作をもう一度繰り返した。回収したタンパク質抽出溶液は−20℃で保存した。   After completion of the reaction, 50 μl of the extract was added and shaken at 24 ° C. for 30 minutes. After flushing, the solution was carefully removed so as not to contain gel pieces and transferred to a new tube. This extraction operation was repeated once more. The recovered protein extraction solution was stored at −20 ° C.

ギ酸処理
-20℃で保存していた各サンプルを取り出し、蓋を予め穴を開けておいた蓋と交換した。遠心エバポレーターで、溶液が完全に蒸発するまで遠心した(約1時間30分)。ここで、穴の開いた蓋を取り、元の蓋に戻した。
Formic acid treatment
Each sample stored at -20 ° C was removed and the lid was replaced with a lid that had been pre-drilled. The solution was centrifuged with a centrifugal evaporator until the solution was completely evaporated (about 1 hour 30 minutes). Here, the lid with the hole was taken out and returned to the original lid.

これらのサンプルに0.1%ギ酸を13 μl加え、ボルテックスで混合した。その後、遠心分離機で、フラッシングして-20℃で保存した。(ここまでの操作は、LC/MS/MSにかける前日に行った。)
LC/MS/MSに供する当日に、ボルテックスによりサンプルを溶解し、フラッシングした後、サンプルをアプライするまで氷上で保存しておいた。
13 μl of 0.1% formic acid was added to these samples and mixed by vortexing. Thereafter, it was flushed with a centrifuge and stored at -20 ° C. (The operation so far was performed the day before LC / MS / MS.)
On the day of subjecting to LC / MS / MS, the sample was vortexed, flushed, and stored on ice until the sample was applied.

nanoLC-ESI-MS/MS測定
Microbore HPLC systemはParadigm MS4 (Michrom Bioresources)を用いた。カラムはspray needle(AMR)を伴った Magic C18 (200 A, 3 μm, 0.2×50 mm; Michrom Bioresources)を用いた。溶媒はbuffer A (2% vol/vol acetonitrile, 0.1% formic acid)およびbuffer B (90% vol/vol acetonitrile, 0.1% formic acid)を用いた。ペプチドの分離・溶出は20分間で5-65% buffer Bのlinear gradientで行った。
nanoLC-ESI-MS / MS measurement
The Microbore HPLC system used was Paradigm MS4 (Michrom Bioresources). The column was Magic C18 (200 A, 3 μm, 0.2 × 50 mm; Michrom Bioresources) with a spray needle (AMR). As the solvent, buffer A (2% vol / vol acetonitrile, 0.1% formic acid) and buffer B (90% vol / vol acetonitrile, 0.1% formic acid) were used. Peptide separation / elution was performed with a linear gradient of 5-65% buffer B in 20 minutes.

また、ペプチド抽出物は最初にC18 cartridge (Michrom Bioresources)に吸着・脱塩後、分析カラムにスイッチングバルブを用いて導いた。カラム溶出液は直接 electrospray ionization source (AMR)によりイオン化し、LCQ Deca XP ion trap mass spectrometer (Thermo Fisher)によりpositiveモードにて質量分析した。Peakの検出はXcalibur software (Thermo Fisher)を用いてm/z 500-2000の範囲にて測定した。   The peptide extract was first adsorbed and desalted on a C18 cartridge (Michrom Bioresources) and then led to the analytical column using a switching valve. The column eluate was directly ionized by an electrospray ionization source (AMR), and subjected to mass spectrometry in a positive mode using an LCQ Deca XP ion trap mass spectrometer (Thermo Fisher). Peak detection was performed in the range of m / z 500-2000 using Xcalibur software (Thermo Fisher).

スペクトルデータの解析
MS/MS dataはSEQUEST 1, 2 (Thermo Fisher)を用いて解析した。ペプチドの同定は、2価のペプチドはcorrelation factor (Xcorr)の値が2.0以上、3価のペプチドは2.5以上の配列情報でありまた、final score (Sf)の値が0.85以上の配列情報を用いた。スペクトルデータはPR4のゲノムデーターベースに対して検索した。
Analysis of spectral data
MS / MS data was analyzed using SEQUEST 1, 2 (Thermo Fisher). Peptide identification uses sequence information with a correlation factor (Xcorr) value of 2.0 or higher for bivalent peptides and 2.5 or higher for trivalent peptides, and sequence information with a final score (Sf) value of 0.85 or higher. It was. Spectral data were searched against PR4 genomic database.

Total DNA の抽出
菌株をIB寒天培地に白金耳で一面に植え、30℃で4〜5日間培養した (1サンプルにつき2枚)。菌体を回収しファルコンチューブに移し、菌体湿重量1g当たり5 mlのTEバッファーに懸濁した。この細胞懸濁液に終濃度4 mg/mlになるようにリゾチームを加え、30℃で菌体に粘度が出るまで培養した (1時間以上)。このサンプル溶液に0.5 M EDTA溶液 (終濃度0.1 M)、とプロテナーゼK (終濃度50 μg/ml)を加え、30℃で10分間培養した。
Extraction of total DNA Strains were planted on IB agar medium with platinum ears and cultured at 30 ° C. for 4-5 days (2 per sample). The cells were collected, transferred to a falcon tube, and suspended in 5 ml of TE buffer per 1 g of wet cell weight. Lysozyme was added to the cell suspension to a final concentration of 4 mg / ml, and the cells were cultured at 30 ° C. until the bacterial body became viscous (1 hour or longer). To this sample solution, 0.5 M EDTA solution (final concentration 0.1 M) and proteinase K (final concentration 50 μg / ml) were added, followed by incubation at 30 ° C. for 10 minutes.

その後、このサンプル溶液に20%SDS溶液を終濃度1%になるように加え、すぐに転倒撹拌して37℃で培養した。次に、等量のTris-HClで飽和させた中性フェノール溶液 (pH 8.0)を加え、5分間ゆっくり転倒撹拌した後、12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し、先端を切ったチップを用いて上層をゆっくり吸い上げ、新しい容器に移した。   Thereafter, a 20% SDS solution was added to this sample solution to a final concentration of 1%, and the mixture was immediately stirred by inversion and cultured at 37 ° C. Next, add a neutral phenol solution (pH 8.0) saturated with an equal volume of Tris-HCl, gently invert and stir for 5 minutes, then centrifuge at 12000 rpm for 10 minutes at 4 ° C to cut the tip. Was slowly sucked up and transferred to a new container.

次に、このサンプル溶液に中性フェノールと等量のクロロホルム溶液 (クロロホルムとイソアミルアルコールを体積比24:1で混合したもの)をサンプルと等量加え、5分間ゆっくり転倒撹拌した後、12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し、先端を切ったチップを用いて上層をゆっくり吸い上げ、新しい容器に移した。この操作は白い中間層がなくなるまで繰り返し行った。   Next, to this sample solution was added an equivalent amount of a neutral phenol and chloroform solution (chloroform and isoamyl alcohol mixed at a volume ratio of 24: 1) to the sample in an equal amount, and the mixture was gently inverted by stirring for 5 minutes, then at 12000 rpm. Centrifugation at 4 ° C. for 10 minutes, the upper layer was slowly sucked up using a tip with a tip, and transferred to a new container. This operation was repeated until the white intermediate layer disappeared.

中間層がなくなった後、サンプルと等量のクロロホルム溶液を加え、5分間ゆっくり転倒撹拌した後、12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し、先端を切ったチップを用いて上層をゆっくり吸い上げ、新しい容器に移した。   After the intermediate layer has disappeared, add an equal volume of chloroform solution to the sample, gently invert and stir for 5 minutes, then centrifuge at 12000 rpm for 10 minutes at 4 ° C. Slowly aspirate the upper layer using a tip with a tip cut Moved to a new container.

このサンプル溶液に、1/10体積の3 M酢酸ナトリウム溶液と等量のイソプロパノール溶液を加え、ゆっくり混合した後、-80℃で30分間恒温した。このサンプル溶液を12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し上清を除去して白い沈殿を回収した。   To this sample solution, 1/10 volume of 3M sodium acetate solution and an equivalent amount of isopropanol solution were added, mixed slowly, and then incubated at -80 ° C for 30 minutes. This sample solution was centrifuged at 12000 rpm for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant was removed to collect a white precipitate.

この沈殿に適当量(約5 ml)の70%冷エタノールを加え、丁寧に洗浄した後、12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し上清を除去して白い沈殿を回収した。この沈殿の入った容器を逆さまにすることで風乾し、適当量のTEバッファー (1 ml)に溶解させ、2 mlエッペンドルフチューブに移した。   An appropriate amount (about 5 ml) of 70% cold ethanol was added to this precipitate and washed carefully, followed by centrifugation at 12000 rpm for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant was removed to recover a white precipitate. The container containing the precipitate was air-dried by turning it upside down, dissolved in an appropriate amount of TE buffer (1 ml), and transferred to a 2 ml Eppendorf tube.

このサンプル溶液にRNase Aを終濃度40 μg/mlになるように加え、37℃で1時間培養した。RNase処理後のサンプル溶液は前述したようにフェノール、クロロホルムで処理し、イソプロ沈を行い、70%エタノールでのリンス、そしてTEバッファーに溶解した。その後サンプル溶液の一部をとり、0.8%アガロースゲルを用いて100 Vで電気泳動を行って、目的のDNAが抽出されていること確認した。   To this sample solution, RNase A was added to a final concentration of 40 μg / ml and cultured at 37 ° C. for 1 hour. The sample solution after RNase treatment was treated with phenol and chloroform as described above, isopropylated, rinsed with 70% ethanol, and dissolved in TE buffer. Thereafter, a part of the sample solution was taken and subjected to electrophoresis at 100 V using a 0.8% agarose gel to confirm that the target DNA was extracted.

プラスミドDNAの抽出
RhodococcusからのプラスミドDNA抽出
寒天平板培地上の菌体楊枝1かき分を滅菌ミリQ水に懸濁し15000 rpm、10分間、4℃で遠心分離し沈殿を回収した。その沈殿にリゾチームの終濃度が10 mg/mlのSolutionIを100 μl加え37℃で30分間培養後、さらにSolutionIIを50 μl加えて75℃で培養を行った。その後室温に冷まし酸性フェノールを15 μl加え撹拌した。15000 rpm、10分間、4℃で遠心分離し上清を回収した。
Extraction of plasmid DNA
Extraction of plasmid DNA from Rhodococcus One portion of the fungal toothpick on an agar plate medium was suspended in sterilized milli-Q water and centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes at 4 ° C. to recover the precipitate. To the precipitate, 100 μl of Solution I having a final lysozyme concentration of 10 mg / ml was added and incubated at 37 ° C. for 30 minutes, and then 50 μl of Solution II was further added and cultured at 75 ° C. After cooling to room temperature, 15 μl of acidic phenol was added and stirred. The supernatant was recovered by centrifugation at 15000 rpm for 10 minutes at 4 ° C.

このサンプル溶液に中性フェノールと等量のクロロホルム溶液(クロロホルムとイソアミルアルコールを体積比24:1で混合したもの)をサンプルと等量加え、5分間転倒撹拌した後、12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し、先端を切ったチップを用いて上層をゆっくり吸い上げ、新しい容器に移した。この操作は白い中間層がなくなるまで繰り返し行った。   To this sample solution was added an equivalent amount of neutral phenol and chloroform solution (chloroform and isoamyl alcohol mixed at a volume ratio of 24: 1) and the sample in an equal amount, and after tumbling for 5 minutes, 4 minutes at 12000 rpm for 4 minutes. Centrifugation was performed at 0 ° C., and the upper layer was slowly sucked up using a tip with a tip cut and transferred to a new container. This operation was repeated until the white intermediate layer disappeared.

中間層がなくなった後、サンプルと等量のクロロホルム溶液を加え、5分間転倒撹拌した後、12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し、先端を切ったチップを用いて上層をゆっくり吸い上げ、新しい容器に移した。   After the intermediate layer has disappeared, add an equal volume of chloroform solution to the sample, invert and stir for 5 minutes, then centrifuge at 12000 rpm for 10 minutes at 4 ° C. Slowly aspirate the upper layer using a tip with a tip, Moved to a new container.

このサンプル溶液に、1/10体積の3 M酢酸ナトリウム溶液と等量のイソプロパノール溶液を加え、ゆっくり混合した後、-80℃で30分間恒温した。このサンプル溶液を12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し上清を除去して白い沈殿を回収した。   To this sample solution, 1/10 volume of 3M sodium acetate solution and an equivalent amount of isopropanol solution were added, mixed slowly, and then incubated at -80 ° C for 30 minutes. This sample solution was centrifuged at 12000 rpm for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant was removed to collect a white precipitate.

この沈殿に適当量 (約5 ml)の70%冷エタノールを加え、丁寧に洗浄した後、12000 rpmで10分間、4℃で遠心分離し上清を除去して白い沈殿を回収した。この沈殿の入った容器を逆さまにすることで風乾し、適当量のTEバッファー (1 ml)に溶解させ、2 mlエッペンドルフチューブに移した。   An appropriate amount (about 5 ml) of 70% cold ethanol was added to this precipitate and washed carefully, followed by centrifugation at 12000 rpm for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant was removed to recover a white precipitate. The container containing the precipitate was air-dried by turning it upside down, dissolved in an appropriate amount of TE buffer (1 ml), and transferred to a 2 ml Eppendorf tube.

このサンプル溶液にRNase Aを終濃度40 μg/mlになるように加え、37℃で1時間培養した。RNase処理後のサンプル溶液は前述したようにフェノール、クロロホルムで処理し、イソプロ沈を行い、70%エタノールでのリンス、そしてTEバッファーに溶解した。その後サンプル溶液の一部をとり、0.8%アガロースゲルを用いて100 Vで電気泳動を行って、プ
ラスミドDNAを確認した。
To this sample solution, RNase A was added to a final concentration of 40 μg / ml and cultured at 37 ° C. for 1 hour. The sample solution after RNase treatment was treated with phenol and chloroform as described above, isopropylated, rinsed with 70% ethanol, and dissolved in TE buffer. Thereafter, a part of the sample solution was taken and electrophoresed at 100 V using a 0.8% agarose gel to confirm the plasmid DNA.

E. coliからのプラスミドDNA抽出
熱アルカリ法
寒天平板倍地上の菌体楊枝1かき分を滅菌ミリQ水に懸濁し15000 rpm、10分間、4℃で遠心分離し沈殿を回収した。その沈殿にリゾチームの終濃度が10 mg/mlのSolutionIを100 μl加え37℃で30分間培養後、さらにSolutionIIを50 μl加えて75℃で培養を行った。その後室温に冷まし酸性フェノールを15 μl加え撹拌した。15,000 rpm、10分間、4℃で遠心分離し、上清を回収し0.8%アガロースゲルを用いて100 Vで電気泳動を行って、プラスミドDNAを確認した。
Extraction of plasmid DNA from E. coli Thermal alkali method A portion of the toothpick on the agar plate was suspended in sterilized milli-Q water, and centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes at 4 ° C to collect the precipitate. To the precipitate, 100 μl of Solution I having a final lysozyme concentration of 10 mg / ml was added and incubated at 37 ° C. for 30 minutes, and then 50 μl of Solution II was further added and cultured at 75 ° C. After cooling to room temperature, 15 μl of acidic phenol was added and stirred. Centrifugation was performed at 15,000 rpm for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant was recovered and electrophoresed at 100 V using a 0.8% agarose gel to confirm plasmid DNA.

Wizard(R) SV Minipreps DNA Purification Systemを使用してのプラスミド抽出
Wizard(R) SV Minipreps DNA Purification System (Promega)を用いた。操作は基本的に説明書どおりに行った。プレートから白金耳で菌体を掻き取り、ミリQ水で懸濁し15000 rpm、10分間、4℃で遠心分離し沈殿を回収した。次に250 μlのCell Resuspension Solutionを加え懸濁し、250 μlのCell Lysis Solutionを加え転倒撹拌を4回した。次に、10 μlのAlkaline Protease Solutionを加え転倒撹拌を4回し5分間静置した。
Plasmid extraction using Wizard (R) SV Minipreps DNA Purification System
Wizard® SV Minipreps DNA Purification System (Promega) was used. The operation was basically performed according to the instructions. The bacterial cells were scraped from the plate with a platinum loop, suspended in milli-Q water, and centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes at 4 ° C. to recover the precipitate. Next, 250 μl of Cell Resuspension Solution was added and suspended, 250 μl of Cell Lysis Solution was added, and the mixture was stirred by inversion four times. Next, 10 μl of Alkaline Protease Solution was added, and the mixture was tumbled 4 times and allowed to stand for 5 minutes.

次に、Neutralization Solutionを加え転倒撹拌を4回し、15,000 rpm、4℃、10分間遠心分離した。上清をスピンカラム付きのチューブに移し、15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。チューブの溶液を捨て、750 μlのWash Solutionをスピンカラムに加え15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。   Next, Neutralization Solution was added, and the mixture was stirred by overturning 4 times and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 10 minutes. The supernatant was transferred to a tube with a spin column and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 1 minute. The solution in the tube was discarded, 750 μl of Wash Solution was added to the spin column, and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 1 minute.

チューブの溶液を捨て、250 μlのWash Solutionをスピンカラムに加え15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。チューブの溶液を捨て、15,000 rpm、4℃、2分間遠心分離した。スピンカラムを新しいチューブに移し変え100 μlのNuclease-Free Waterを加え、15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。溶液を回収し0.8%アガロースゲルを用いて100 Vで電気泳動を行って、プラスミドDNAを確認した。   The solution in the tube was discarded, 250 μl of Wash Solution was added to the spin column, and centrifuged at 15,000 rpm at 4 ° C. for 1 minute. The solution in the tube was discarded and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 2 minutes. The spin column was transferred to a new tube, 100 μl of Nuclease-Free Water was added, and the mixture was centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 1 minute. The solution was recovered and electrophoresed at 100 V using a 0.8% agarose gel to confirm plasmid DNA.

アガロースゲルからのDNAの回収
QIAquick(R) GelExtraction Kit (QIAGEN)を用いた。操作は基本的に説明書どおりに行った。アガロースゲルを用いてDNA溶液の電気泳動を行った。目的の移動度の部分をトランスイルミネーター上でカッターナイフを用いて切り出した。2 mlエッペンチューブに切り出したゲルを加えて、ゲルに対して3倍容量のBuffer QGを添加したし50℃で10分間反応させた。ゲルスライスが完全に溶解後、ゲルと同容量のイソプロパノールを加えて撹拌した。
DNA recovery from agarose gels
QIAquick® GelExtraction Kit (QIAGEN) was used. The operation was basically performed according to the instructions. Electrophoresis of the DNA solution was performed using an agarose gel. The part of the target mobility was cut out using a cutter knife on a transilluminator. The gel cut out in a 2 ml Eppendorf tube was added, and 3 times the volume of Buffer QG was added to the gel and reacted at 50 ° C. for 10 minutes. After the gel slice was completely dissolved, the same volume of isopropanol as the gel was added and stirred.

スピンカラム付きのチューブにサンプル溶液を加え、15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。溶液を捨て、500 μlのBuffer QGを加えて15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。溶液を捨て、750 μlのBuffer PEを加えて15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。溶液を捨て15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。   The sample solution was added to a tube with a spin column and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 1 minute. The solution was discarded, 500 μl of Buffer QG was added, and the mixture was centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 1 minute. The solution was discarded, 750 μl of Buffer PE was added, and the mixture was centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 1 minute. The solution was discarded and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 1 minute.

スピンカラムを新しいチューブに移し変え、50 μlのBuffer EBをメンブレン中央に加え、15,000 rpm、4℃、1分間遠心分離した。目的のDNA断片が切り出されていることを確認するために、0.8%アガロースゲルを用いて電気泳動を行った。   The spin column was transferred to a new tube, 50 μl Buffer EB was added to the center of the membrane, and centrifuged at 15,000 rpm at 4 ° C. for 1 minute. In order to confirm that the target DNA fragment was cut out, electrophoresis was performed using a 0.8% agarose gel.

PCRによるDNAの増幅
PCR用のチューブにtotal DNAを1 μl、dNTPを4 μl、バッファーを5 μl、EX taqを0.5 μl、Forward PrimerとReverse Primerをそれぞれ1 μlずつ、滅菌ミリQ水を37.5 μl加え計50 μl反応系を作成した。PCR反応は95℃ 10min、 (95℃ 1min→ 70℃ 1min→ 72℃ 2min)×30、72℃ 10minで行った。アニ−リング温度は60℃〜75℃に適宜変更した。PCR後そのサンプルを5 μl をとり、0.8%あるいは1.6%アガロースゲルを用いて確認の電気泳動を行った。
DNA amplification by PCR
1 μl of total DNA, 4 μl of dNTP, 5 μl of buffer, 0.5 μl of EX taq, 1 μl each of Forward Primer and Reverse Primer, and 37.5 μl of sterile milliQ water in a PCR tube, total 50 μl reaction A system was created. PCR reaction was performed at 95 ° C. for 10 min, (95 ° C. for 1 min → 70 ° C. for 1 min → 72 ° C. for 2 min) × 30, 72 ° C. for 10 min. The annealing temperature was appropriately changed from 60 ° C to 75 ° C. After PCR, 5 μl of the sample was taken and subjected to confirmation electrophoresis using 0.8% or 1.6% agarose gel.

DNAシークエンス
シークエンス反応
DNA溶液を100℃で10分間熱変性させ、氷水上で急冷した。PCR用のチューブに変性したDNAを2 μl〜11.8 μl、bufferを3 μl、Big Dyeを2 μl、滅菌ミリQ水を適宜加え、計20 μlの反応系を作成した。シークエンス反応はあらかじめ96℃にプレヒーティングし (96℃ 30sec→ 50℃ 15sec→ 60℃ 4min)×24で行った。
DNA sequence Sequence reaction
The DNA solution was heat denatured at 100 ° C. for 10 minutes and rapidly cooled on ice water. 2 μl to 11.8 μl of denatured DNA in a tube for PCR, 3 μl of buffer, 2 μl of Big Dye, and sterilized milli-Q water were appropriately added to prepare a total reaction system of 20 μl. The sequence reaction was preheated to 96 ° C. in advance (96 ° C. 30 sec → 50 ° C. 15 sec → 60 ° C. 4 min) × 24.

シークエンス反応の精製
シークエンス反応後のサンプル溶液を1.5 mlエッペンチューブに移しかえ、5 μl の125 mM EDTA、60 μlの99.5%エタノールを加え転倒撹拌し室温で15分間静置し、15,000 rpm、4℃、20分間遠心分離した。上清を除去し、70%エタノールを加え転倒撹拌し、15,000 rpm、4℃、10分間遠心分離した。上清を除去し、サンプルを風乾した、遮光して−20℃で保存した。
Purification of the sequencing reaction Transfer the sample solution after the sequencing reaction to a 1.5 ml Eppendorf tube, add 5 μl of 125 mM EDTA, 60 μl of 99.5% ethanol, stir by inversion, let stand at room temperature for 15 minutes, 15,000 rpm, 4 ° C And centrifuged for 20 minutes. The supernatant was removed, 70% ethanol was added, and the mixture was inverted and stirred, and centrifuged at 15,000 rpm, 4 ° C. for 10 minutes. The supernatant was removed and the sample was air dried and stored at -20 ° C. protected from light.

シークエンス反応の精製
シークエンス解析はABI Prism model 3100 automatic sequencer (Applied Biosystems)で行った。このステップは日本大学生物資源科学部総合研究所に委託した。得られたDNA配列の相同性検索はインターネットで、National Center for Biotechnology Information (NCBI) [HPアドレス:
1252304127890_5
]内のBLAST Program[Standard nucleotide-nucleotide BLAST (
1252304127890_6
) ] を使用して行った。
Purification of sequence reaction Sequence analysis was performed with ABI Prism model 3100 automatic sequencer (Applied Biosystems). This step was commissioned to the Research Institute for Biological Resources Science at Nihon University. Homology search for DNA sequences is available on the Internet at the National Center for Biotechnology Information (NCBI) [HP address:
1252304127890_5
] BLAST Program [Standard nucleotide-nucleotide BLAST (
1252304127890_6
)].

クローニング
TOPO TA Cloning(R) Kitsを利用したTAクローニング
クローニングにはTOPO TA Cloning(R) Kits (Invitrogen)を用いた。操作は基本的に説明書どおりに行った。DNA溶液を1 μl〜4 μl、Salt Solutionを1 μl、TOPO(R) Vectorを1 μl、滅菌ミリQ水を加え、計6 μlの反応系で作成した。30分間室温で反応させ、次にこの反応系を氷上に置き、全量を予めOne shot(R)Chemically Competent E. coliを培養チューブによくピペティングして移したものに加えた。30分間氷上に置き、その後42℃で温めた。
Cloning
TA Cloning Using TOPO TA Cloning® Kits TOPO TA Cloning® Kits (Invitrogen) were used for cloning. The operation was basically performed according to the instructions. A DNA solution (1 μl to 4 μl), a salt solution (1 μl), a TOPO (R) Vector (1 μl), and sterilized milli-Q water were added to prepare a total 6 μl reaction system. The reaction was allowed to proceed for 30 minutes at room temperature, and then the reaction system was placed on ice, and the entire amount was added to the one shot (R) Chemically Competent E. coli previously pipetted into a culture tube. Place on ice for 30 minutes and then warm to 42 ° C.

室温でSOC培地を250μl加え、37℃で1時間振倒培養を行った。その後15000 rpm、10分間、4℃で遠心分離し液体を沈殿が隠れるまで、捨てて懸濁し全量を事前に温めておいた選択培地 (Amp100 μg/ml、X-gal、IPTG入りのLB培地)に塗沫植菌し、37℃で一晩培養した。培養後コロニーを滅菌された楊枝を用いて単離保存した。   250 μl of SOC medium was added at room temperature, and cultured with shaking at 37 ° C. for 1 hour. Centrifuge at 15000 rpm for 10 minutes at 4 ° C, discard the liquid until the precipitate disappeared, suspend and suspend the whole volume in advance (Amp 100 μg / ml, LB medium with X-gal, IPTG) The cells were smeared and inoculated overnight at 37 ° C. After culturing, the colonies were isolated and stored using a sterilized toothpick.

ライゲーション
TakaRa Ligation kit ver.2.1 (宝酒造株式会社)を用いた。操作は基本的に説明書どおりに行った。1.5 mlエッペンチューブにDNA溶液とI液を等量加えて計20 μl、ピペットでやさしく混合し、16℃で30分間反応させた。その反応液をそのまま、あるいは必要に応じてエタノール沈殿で精製して次の操作に用いた。
トランスフォーメーション
E. coliの形質転換
コンピテントセルはJM109 COMPETENT high (TOYOBO)またはHB101 COMPETENT high (TOYOBO)を用いた。操作は基本的に説明書どおりに行った。コンピテントセルを氷水中で溶解し、形質転換するDNAを加え氷水中で30分間静置した。42℃で30秒間温め、氷水中で2分間冷却した。次に900 μlのSOC 培地を加え、37℃で1時間振倒培養を行った。
その後15000 rpm、10分間、4℃で遠心分離し液体を沈殿が隠れるまで、捨てて懸濁し全量を事前に温めておいた選択培地 (Amp 50 μg/mlまたはKm 50 μg/ml、X-gal、IPTG入りのLB培地)に塗沫植菌し、37℃で一晩培養した。培養後コロニーを滅菌された楊枝を用いて単離保存した。
Ligation
TakaRa Ligation kit ver.2.1 (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used. The operation was basically performed according to the instructions. Equal amounts of DNA solution and I solution were added to a 1.5 ml Eppendorf tube, and mixed gently with a pipette for a total of 20 μl and reacted at 16 ° C. for 30 minutes. The reaction solution was used as it is or after purification by ethanol precipitation as necessary.
transformation
Transformation of E. coli Competent cells were JM109 COMPETENT high (TOYOBO) or HB101 COMPETENT high (TOYOBO). The operation was basically performed according to the instructions. Competent cells were dissolved in ice water, DNA to be transformed was added, and the mixture was allowed to stand in ice water for 30 minutes. Warmed at 42 ° C. for 30 seconds and cooled in ice water for 2 minutes. Next, 900 μl of SOC medium was added, and cultured with shaking at 37 ° C. for 1 hour.
Centrifuge at 15000 rpm for 10 minutes at 4 ° C, discard the liquid until the precipitate disappears, suspend and suspend the whole volume in advance (Amp 50 μg / ml or Km 50 μg / ml, X-gal LB medium containing IPTG), and the cells were inoculated and cultured overnight at 37 ° C. After culturing, the colonies were isolated and stored using a sterilized toothpick.

エレクトロポレーション
菌体を5 mlのIB液体培地に白金耳で植菌し、110 rpm、28℃で3〜5日間培養した (前培養)。5〜15 μl (もしくは濁度が0.01〜0.05になるように) の前培養液を5 mlの新しいIB液体培地に植え替えた。この時、菌株によっては培養液にペニシリンGカリウムを終濃度0.1 μg/mlになるように加えた。OD660=0.42〜0.8になるまで110 rpm、28℃で約10〜20時間ほど培養した (本培養)。
Electroporation The cells were inoculated with 5 ml of IB liquid medium with a platinum loop and cultured at 110 rpm and 28 ° C. for 3 to 5 days (preculture). 5-15 μl (or turbidity of 0.01-0.05) of the preculture was replanted with 5 ml of fresh IB liquid medium. At this time, penicillin G potassium was added to the culture solution to a final concentration of 0.1 μg / ml depending on the strain. The culture was continued at 110 rpm and 28 ° C. for about 10 to 20 hours until OD 660 = 0.42 to 0.8 (main culture).

培養液を15 mlの遠沈管に移し替え、12,000 rpmで4℃、10分間遠心分離して菌体を回収した。5 mlの氷冷した滅菌ミリQ水を沈殿に加えて懸濁し、12,000 rpmで4℃、10分間遠心分離して沈殿を回収した。   The culture solution was transferred to a 15 ml centrifuge tube and centrifuged at 12,000 rpm at 4 ° C. for 10 minutes to collect the cells. 5 ml of ice-cooled sterilized milli-Q water was added to the precipitate, suspended, and centrifuged at 12,000 rpm at 4 ° C. for 10 minutes to collect the precipitate.

5 mlの氷冷した10 mMシュークロース溶液を沈殿に加えて懸濁、12,000 rpm、4℃、10分間遠心分離して沈殿を回収した。この操作を2回行なった。次に1 mlの氷冷シュークロース溶液を沈殿に加えて懸濁し、1.5 mlマイクロチューブに移し替えて15,000 rpmで4℃、10分間遠心分離して沈殿を回収した。   5 ml of ice-cooled 10 mM sucrose solution was added to the precipitate, suspended, and centrifuged at 12,000 rpm at 4 ° C. for 10 minutes to collect the precipitate. This operation was performed twice. Next, 1 ml of ice-cold sucrose solution was added to the precipitate, suspended, transferred to a 1.5 ml microtube, and centrifuged at 15,000 rpm at 4 ° C. for 10 minutes to collect the precipitate.

沈殿に40 mlの氷冷シュークロース溶液を加えて懸濁し、5〜20 μlのDNAサンプルを加えて氷水上で15分間保冷した。細胞-DNA混合液を氷冷したキュベットに移し替え、チャンバーにセットした後、印加電圧1.50 kV、抵抗値400 Ω、電気容量25 μFD (この条件でパルスワイドが10 msecになる) の条件でエレクトロポレーションした。   To the precipitate, 40 ml of ice-cold sucrose solution was added and suspended, 5 to 20 μl of a DNA sample was added, and the mixture was kept on ice for 15 minutes. After transferring the cell-DNA mixture to an ice-cooled cuvette and setting it in the chamber, electrolysis was performed under the conditions of an applied voltage of 1.50 kV, a resistance of 400 Ω, and a capacitance of 25 μFD. Polled.

キュベットごと氷水上で10分間保冷し、360 μlのIB液体培地をキュベット内に加えた。滅菌パスツールピペットを使用して滅菌プラスチック試験管に移し替え、600 μlのIB液体培地を加えた。110 rpm、28℃で2〜4時間培養し、遠心分離により濃縮してからIB寒天培地 (各種抗生物質を含む) に撒いて37℃で2〜4日間培養した。   The whole cuvette was kept on ice water for 10 minutes, and 360 μl of IB liquid medium was added into the cuvette. Transfer to a sterile plastic test tube using a sterile Pasteur pipette and add 600 μl of IB liquid medium. After culturing at 110 rpm and 28 ° C. for 2 to 4 hours, concentrating by centrifugation, the cells were plated on IB agar medium (containing various antibiotics) and cultured at 37 ° C. for 2 to 4 days.

液体培地を用いた添加培養でC12の生育の比較
各菌株をIB液体培地に一白金耳接種し、28℃で3日間振盪培養した。この前培養液を109 cfu/ml として想定し、104 cfu/mlになるように適宜希釈してφ24試験管 (IWAKI GLASS)に入っている新しい培地に摂取した。続いてC12を終濃度5% (v/v)になるように加え、28℃、110 rpmで振盪培養した。
Comparison of growth of C12 by addition culture using liquid medium Each strain was inoculated into IB liquid medium by one platinum loop and cultured at 28 ° C. with shaking for 3 days. This preculture was assumed to be 10 9 cfu / ml, diluted appropriately to 10 4 cfu / ml, and taken into a new medium contained in a φ24 test tube (IWAKI GLASS). Subsequently, C12 was added to a final concentration of 5% (v / v), and cultured with shaking at 28 ° C. and 110 rpm.

これらの培養液を24、48、72、96、144時間ごとにサンプリングし、生菌数を測定した。実験は以下の要領で行った。試験管をボルテックスで懸濁し、すばやく懸濁液を100 μl取り、IB液体培地900 μlが入った1.5 ml容エッペンに加え10-1倍希釈とした。 These cultures were sampled every 24, 48, 72, 96, and 144 hours, and the viable cell count was measured. The experiment was performed as follows. The test tube was suspended by vortexing, and 100 μl of the suspension was quickly taken, and added to a 1.5 ml eppen containing 900 μl of IB liquid medium to make a 10 −1 dilution.

これを10-7倍希釈まで作製した。この10-5〜10-7の希釈系列を各々100 μlずつIB寒天培地に3枚ずつまきスプレッディングした。30℃で2日間 (コロニーが確認できるまで)培養し菌数を測定した。 This was made up to a 10-7 dilution. Three dilutions of the 10 −5 to 10 −7 dilutions were each spread on 100 μl of IB agar medium and spread. The cells were cultured at 30 ° C. for 2 days (until colonies were confirmed), and the number of bacteria was measured.

プロテオーム解析による関連タンパク質の検討
特異的発現タンパク質の探索
アルカンなしのコントロール、二層培養系に細胞がアルカンの内部に転移する条件の代表としてC19、細胞がアルカンの表面に吸着する条件の代表としてC12を用いた三つの条件でSDS-PAGEを行った結果、バンドパターンに大きな差は確認できなかった (図3)。
Examination of related proteins by proteome analysis Search for specific expressed protein C19 as a representative condition for cells to transfer to the inside of alkane in a control and bilayer culture system without alkane, C12 as a representative condition for cells to adsorb on the surface of alkane As a result of SDS-PAGE under three conditions using, no significant difference was observed in the band pattern (Fig. 3).

続いて各レーンを6 mm間隔で切り出し、トリプシンによるゲル内消化を経た後、LC-MS/MS解析に供した。LC-MS/MS解析により、C19添加条件で1%以上検出されたタンパク質を表6にまとめた。得られたデータの中で、1)全検出タンパクのうち1%以上を占め、2)コントロールと比べC19添加により検出量が上昇したタンパク質で、3)再現性よく検出されたGroEL2に注目した。   Subsequently, each lane was cut out at an interval of 6 mm, subjected to in-gel digestion with trypsin, and then subjected to LC-MS / MS analysis. Table 6 summarizes the proteins detected by LC-MS / MS analysis at 1% or more under C19 addition conditions. In the obtained data, we focused on 1) GroEL2 which occupies 1% or more of the total detected protein, 2) the amount of protein increased by C19 addition compared to control, and 3) which was detected with good reproducibility.

表中の%のカラム数値は、各タンパク質の検出された割合を示し、C19/Nのカラムの数値はアルカン無添加のコントロールと比較した上昇率を示す。   The% column value in the table indicates the detected ratio of each protein, and the C19 / N column value indicates the rate of increase compared to the control without addition of alkane.

LC-MS/MSで検出されたタンパク質群は次のとおりである。
The protein groups detected by LC-MS / MS are as follows.

GroELとは分子シャペロンの一種で、タンパク質のフォールディングを助けることが知られており、熱ストレス、栄養欠乏、感染、など様々な条件で発現が誘導される(Jenkins 1991 ;J. Bacteriol, 173:1992-1996、Young 1989; Cell, 59:5-8)。E. coliでは、GroELは、あらゆる温度で生育に必須であることが知られている(Fayet 1989; J. Bacteriol, 171:1379-1385)。   GroEL is a type of molecular chaperone that is known to help protein folding, and its expression is induced under various conditions such as heat stress, nutrient deficiency, and infection (Jenkins 1991; J. Bacteriol, 173: 1992). -1996, Young 1989; Cell, 59: 5-8). In E. coli, GroEL is known to be essential for growth at all temperatures (Fayet 1989; J. Bacteriol, 171: 1379-1385).

また、GroELは分子量57kDaのサブユニット7つからなるリングが背中合わせに二つ重なった14量体構造をとっており、コシャペロンであるGroESと複合体を形成(Xu 1997; Nature, 388:741-750) し全タンパク質の10%〜15%をフォールディングすることが知られている(Ewalt 1997; Cell, 90:491-500)。   GroEL has a 14-mer structure in which a ring consisting of seven subunits with a molecular weight of 57 kDa overlapped back to back, forming a complex with the co-chaperone GroES (Xu 1997; Nature, 388: 741- 750) and 10 to 15% of the total protein is known to fold (Ewalt 1997; Cell, 90: 491-500).

その他にCorynebacterium細菌やStreptomyces 細菌など高GC含量のグラム陽性菌はGroELを二つ持ち、GroEL2はGroESELオペロンとは離れて存在し、他の遺伝子とのオペロンも形成していないことが知られている(Barreiro 2005J. Bacteriol, 187:884-889、Servant 1993 Gene, 134:25-32)。   Other Gram-positive bacteria with high GC content, such as Corynebacterium bacteria and Streptomyces bacteria, have two GroELs, and GroEL2 is known to exist apart from the GroESEL operon and not to form operons with other genes. (Barreiro 2005 J. Bacteriol, 187: 884-889, Servant 1993 Gene, 134: 25-32).

GroEL1とGroEL2がそれぞれどのような機能を持つか知られていなかったが、2005年にCellに掲載された論文ではMycobacteriumでGroEL1が破壊されるのに成功し、破壊株はバイオフィルム形成が阻害されたという報告がなされた (Anil 2005)。このように、LC-MS/MSで検出されたGroEL2に注目した。   The functions of GroEL1 and GroEL2 were unknown, but a paper published in Cell in 2005 succeeded in destroying GroEL1 in Mycobacterium, and the disrupted strain inhibited biofilm formation. (Anil 2005). Thus, we focused on GroEL2 detected by LC-MS / MS.

PR4株のgroEL2遺伝子クローニング
プラスミドの作製
PR4株のDNAを用いて、プライマー366F-11とGroEL-R1の組み合わせでgroEL2遺伝子を含む配列を増幅させ、目的の分子量であるDNA断片を得た(図4)。このPCR産物をTOPO TA Cloning(R) Kitsを用いてTAクローニングを行った (図5、レーン4)。インサートチェックをするためにそのクローニングされたプラスミドをEcoRIで処理したサンプル (図5、レーン5) と、インサートに用いたgroEL2遺伝子のPCR産物 (図5、レーン1) を比較した。
Cloning of groEL2 gene of PR4 strain
Using the DNA of PR4 strain, a sequence containing the groEL2 gene was amplified with a combination of primer 366F-11 and GroEL-R1 to obtain a DNA fragment having a target molecular weight (FIG. 4). This PCR product was TA cloned using TOPO TA Cloning® Kits (FIG. 5, lane 4). The sample obtained by treating the cloned plasmid with EcoRI for the insert check (FIG. 5, lane 5) was compared with the PCR product of the groEL2 gene used for the insert (FIG. 5, lane 1).

その結果、両方とも1.9 kb付近に同じ大きさのバンドがあることから、topovectorにgroEL2遺伝子がクローニングされたと判断した。   As a result, both had a band of the same size around 1.9 kb, so it was determined that the groEL2 gene was cloned into the topovector.

次に、クローニングされたプラスミドをEcoRIで処理したサンプルを用いてRhodococcus-E. coliのシャトルベクターであるpK4のEcoRIサイトにクローニングした。   Next, the cloned plasmid was cloned into the EcoRI site of pK4, which is a Rhodococcus-E. Coli shuttle vector, using a sample treated with EcoRI.

インサートチェックをするためにそのクローニングされたプラスミドをEcoRIで処理したサンプル (図6、レーン3) と、topovectorにgroEL2遺伝子がクローニングされたプラスミドをEcoRIで処理したサンプル (図6、レーン1)を比較した。   Compare the cloned plasmid treated with EcoRI (Figure 6, lane 3) to the insert check and the plasmid with the groEL2 gene cloned in the topovector treated with EcoRI (Figure 6, lane 1) did.

その結果、二つとも1.9 kb付近に同じ大きさのバンドがあることから、pK4にgroEL2遺伝子がクローニングされたと判断した。また、得られたプラスミドをKpnIとApaIを用いて処理し (図6 (A)、レーン4) 向きの確認をし、Kmのプレッシャーによりインサートの転写がされるようにpK4のKm耐性遺伝子の転写される向きと同じ向きにクローニングされたプラスミド [図6 (B) (I) ] を次の操作に用いた。   As a result, since both had a band of the same size in the vicinity of 1.9 kb, it was determined that the groEL2 gene was cloned into pK4. In addition, the obtained plasmid was treated with KpnI and ApaI (Fig. 6 (A), lane 4), and the orientation was confirmed. Transcription of the Km resistance gene of pK4 so that the insert was transcribed by Km pressure. The plasmid [Fig. 6 (B) (I)] cloned in the same orientation was used for the next operation.

groEL2遺伝子のPR4導入
PR4株のgroEL2遺伝子を含むプラスミド (pK4+groEL2) をエレクトロポレーションによりPR4株に導入した。得られた形質転換体を二層培養系で培養し、細胞の局在性を観察した。各条件での結果を図7に、一連のアルカンとの相互作用を図8、図17、図18に示した。
Introduction of PR4 of groEL2 gene
A plasmid (pK4 + groEL2) containing PR4 strain groEL2 gene was introduced into PR4 strain by electroporation. The obtained transformant was cultured in a two-layer culture system, and the localization of the cells was observed. The results under each condition are shown in FIG. 7, and the interaction with a series of alkanes is shown in FIG. 8, FIG. 17, and FIG.

その結果、C15以上のアルカンを添加した条件では、親株と同様にアルカン粒子内への転移が観察されたが(図9)、C10-C14のアルカンを添加した条件では、親株とは異なり、粒子表面に吸着している細胞と粒子内に転移している細胞が同時に観察された (図10)。   As a result, under conditions where alkanes of C15 or higher were added, transfer into the alkane particles was observed as in the parent strain (FIG. 9), but under conditions where alkanes of C10-C14 were added, Cells adsorbed on the surface and cells that migrated into the particles were observed simultaneously (FIG. 10).

また、C7,C8を添加した条件では、親株では細胞が観察できなかったのに対し、形質転換体はアルカン粒子表面に吸着している様子が観察された (図11)。ここから、groEL2遺伝子の導入によりアルカンとの相互作用が変化し、C7,C8を添加した条件でも生育することができるようになったものと推測された。   In addition, under the conditions where C7 and C8 were added, cells could not be observed in the parent strain, whereas the transformant was observed to be adsorbed on the surface of the alkane particles (FIG. 11). From this, it was speculated that the introduction of groEL2 gene changed the interaction with alkane, and it was able to grow even under the condition where C7 and C8 were added.

これらのようにgroEL2遺伝子の導入により局在性の変化と生育が良くなることが考えられたので、代表としてC12添加条件での生育曲線を作り、確認した。   Since it was considered that the introduction of the groEL2 gene improved locality and growth as described above, a growth curve under the condition of adding C12 was made and confirmed as a representative.

その結果、培養初期では親株、形質転換株共に同程度の生育を示したが、50時間以降から形質転換株の生菌数が伸び始め、最終的に生菌数が約100倍増大していることがわかった (図12)。これらのことから、GroEL2が細胞の局在性の決定と生育に関与していることが示唆された。   As a result, the parent strain and the transformed strain showed the same growth at the initial stage of culture, but the number of viable bacteria in the transformed strain started to increase after 50 hours, and finally the number of viable bacteria increased about 100 times. Okay (Figure 12). These results suggest that GroEL2 is involved in the determination of cell localization and growth.

PR4由来のgroEL2遺伝子の他の株への導入
PR4株のgroEL2遺伝子を含むプラスミドを同属であるR. rhodochrous S-1株、S-2株、R-1株、R-2株に導入した。得られた形質転換株をC12、C19の添加条件の二層培養系で培養し、細胞の局在性が変化しているかを確認するため、それぞれの親株と形質転換株を比較した (図13、図14、図15、図16)。
Introduction of groEL2 gene derived from PR4 into other strains
A plasmid containing groEL2 gene of PR4 strain was introduced into the same genera, R. rhodochrous S-1, S-2, R-1 and R-2. The obtained transformant was cultured in a two-layer culture system with the addition of C12 and C19, and each parent strain was compared with the transformant in order to confirm whether the cell localization had changed (FIG. 13). FIG. 14, FIG. 15, FIG. 16).

その結果、R-1株において、C12を添加した条件では、親株では細胞が観察できなかったのに対し、形質転換株はアルカン粒子表面に吸着している様子が観察された [図13 (I), (II) ]。   As a result, in the R-1 strain, cells could not be observed in the parent strain under the condition where C12 was added, whereas the transformed strain was observed to be adsorbed on the surface of the alkane particles [FIG. ), (II)].

これはPR4株の結果と同様に、groEL2遺伝子の導入によりアルカンとの相互作用が変化し、C12を添加した条件でも生育することができるようになったものと推測された。一方、C19を添加した条件では、親株と形質転換株はアルカンに対して表面での吸着と内部への転移が混在していることが観察され変化はなかった [図13 (III), (IV) ]。   As with the PR4 strain, it was speculated that the introduction of the groEL2 gene changed the interaction with alkane, and it was able to grow even under the condition where C12 was added. On the other hand, under the condition where C19 was added, it was observed that the parental strain and the transformed strain had both surface adsorption and internal transfer to alkane, and there was no change [Fig. 13 (III), (IV )].

R-2株においては、親株と形質転換はC12添加条件ではほとんど生育できず [図14 (I), (II) ]、またC19添加条件ではアルカンに対して表面での吸着と内部への転移が混在していることが観察され変化はなかった [図14 (III), (IV)]。   In the R-2 strain, the parental strain and transformation hardly grew under the condition of C12 addition [Fig. 14 (I), (II)]. Also, under the condition of C19 addition, alkane was adsorbed on the surface and transferred to the inside. There was no change observed in the mixture [Fig. 14 (III), (IV)].

S-1株においては、親株と形質転換はC12添加条件、またC19添加条件でアルカンに対して表面での吸着と内部への転移が混在していることが観察され変化はなかった (図15)。   In the S-1 strain, the parent strain and the transformation were observed to have a mixture of surface adsorption and internal transfer to alkanes under the conditions of C12 addition and C19 addition (FIG. 15). ).

S-2株においては、親株と形質転換はC12添加条件、またC19添加条件でアルカンに対して表面での吸着していることが観察され変化はなかった (図16)。   In the S-2 strain, it was observed that the parent strain and transformation were adsorbed on the surface of alkane under the conditions of C12 addition and C19 addition, and there was no change (FIG. 16).

R-1株において、親株では生育できないC12添加条件で形質転換株は生育できたことから、PR4株のGroEL2が他の種でも生育に関与していることが確認れた。   In the R-1 strain, the transformed strain was able to grow under the condition of adding C12 that was not able to grow in the parent strain. Thus, it was confirmed that GroEL2 of PR4 strain was also involved in the growth of other species.

塩化マグネシウムの影響の検討
IB培地中のMg塩が形質転換体の局在性、および生育性に当たる影響について検討した。形質展開として、GroEL2遺伝子が導入されたロドコッカス・エリスロポリスを使用した。
Examination of the influence of magnesium chloride The influence of the Mg salt in the IB medium on the localization and growth of the transformant was examined. Rhodococcus erythropolis introduced with GroEL2 gene was used as a trait development.

既述の塩化マグネシウムが添加されたIB培地を利用した形質転換体の特性と、実質的に塩化マグネシウムが存在しないIB培地を利用した形質展転換体の特性を比較すると、図19に示すように、C6の炭化水素がIB培地に添加された環境下では、前者の形質転換体は生育できないのに対して、後者の形質転換体は生育できることがわかった。   When comparing the characteristics of the transformant using the IB medium supplemented with magnesium chloride described above and the characteristics of the transformant using the IB medium substantially free of magnesium chloride, as shown in FIG. In an environment where C6 hydrocarbons were added to the IB medium, the former transformant could not grow, whereas the latter transformant could grow.

すなわち、形質転換体の培地中に含まれる無機塩の濃度を極力低下させることによって、形質転換体はより低炭素数の炭化水素が存在する環境下でも生育でき、これを分解・代謝することができる。   That is, by reducing the concentration of the inorganic salt contained in the medium of the transformant as much as possible, the transformant can grow even in an environment where lower carbon number hydrocarbons are present, and it can be decomposed and metabolized. it can.

C6を添加した条件で塩化Mgを44.3マイクロモラーで添加するとPR4(pK4+EL2)でも生育できなくなるので、この濃度が上限と思われる。   If Mg chloride is added at 44.3 micromolar under the condition where C6 is added, PR4 (pK4 + EL2) cannot grow, so this concentration seems to be the upper limit.

この実施形態によれば、さらに、MgCl2濃度を減少させていくことにより、その菌の局在性は転移型から吸着型へ変化する方向に向かい、その濃度が8.9 mMの付近で転移型と吸着型の割合が逆転し、それ以下の濃度では転移型の菌体の割合が多くなることとなった。 According to this embodiment, by further reducing the MgCl 2 concentration, the localization of the bacteria tends to change from the transfer type to the adsorption type, and when the concentration is around 8.9 mM, The ratio of the adsorption type was reversed, and at a concentration lower than that, the ratio of the transfer type cells increased.

また、既述の現象が塩化マグネシウムに特有な現象かどうかを検討するため、上述したK2HPO4及び(NH4)2SO4のみを含む培地に、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、乳酸マグネシウムをIB倍地中の塩化マグネシウムと同濃度になるように添加し、C12存在下で局在性を検討した。その結果、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウムなどの他のマグネシウム塩を添加した条件でも、塩化マグネシウムと同様に細胞はC12粒子表面に吸着して存在した。 In addition, in order to examine whether the phenomenon described above is a phenomenon peculiar to magnesium chloride, the above-mentioned medium containing only K 2 HPO 4 and (NH 4 ) 2 SO 4 is added with magnesium sulfate, magnesium nitrate, magnesium acetate, lactic acid. Magnesium was added to the same concentration as magnesium chloride in the IB medium, and localization was examined in the presence of C12. As a result, even when other magnesium salts such as magnesium sulfate and magnesium nitrate were added, the cells were adsorbed on the surface of the C12 particles like magnesium chloride.

このように、ロドコッカス属細菌を用いて親油性溶媒を代謝するために、前記細菌の培地に添加される無機塩のうち、前記細菌の親油性溶媒に対する局在性に影響を持つも
無機塩の濃度を調整することによって、細菌を溶媒に吸着する形態から溶媒に転移する形態に変更することができた。
Thus, in order to metabolize lipophilic solvents using Rhodococcus bacteria, among the inorganic salts added to the bacterial medium, the localization of the bacteria with respect to the lipophilic solvent is also affected. By adjusting the concentration, it was possible to change from a form that adsorbs bacteria to the solvent to a form that transfers to the solvent.

マグネシウムなどこれら無機塩の濃度は、菌の局在性を制御する観点から、88.5 nM以下、好ましくは、8.9 nM以下、さらに好ましくは、0.9 nM以下である。
The concentration of these inorganic salts such as magnesium is 88.5 nM or less, preferably 8.9 nM or less, more preferably 0.9 nM or less, from the viewpoint of controlling the localization of bacteria.

Claims (7)

groEL2遺伝子が形質転換により導入されたロドコッカス属に属する細菌と炭素数14以下の炭化水素と反応させ、前記炭化水素を分解、代謝する、炭化水素の処理方法。 groEL2 genes is reacted with the introduced bacteria carbon atoms belonging to the genus Rhodococcus 14 following hydrocarbons by transformation, decompose the hydrocarbon, metabolize, how to process the hydrocarbons. 前記細菌がロドコッカス・エリスロポリスPR4株である、請求項1に記載の炭化水素の処理方法。The method for treating hydrocarbons according to claim 1, wherein the bacterium is Rhodococcus erythropolis PR4. 前記炭化水素が、炭素数7以上14以下のものである、請求項1に記載の炭化水素の処理方法。 The method for treating hydrocarbons according to claim 1, wherein the hydrocarbon has 7 to 14 carbon atoms. 前記細菌を無機塩の濃度が制限された培地で培養して、前記炭化水素を分解、代謝する、請求項1に記載の炭化水素の処理方法。 The method for treating hydrocarbons according to claim 1, wherein the bacteria are cultured in a medium having a limited inorganic salt concentration to decompose and metabolize the hydrocarbons . 前記無機塩はマグネシウム塩である請求項に記載の炭化水素の処理方法。 The hydrocarbon treatment method according to claim 4 , wherein the inorganic salt is a magnesium salt. 前記マグネシウム塩の濃度を44.3μM以下に制限した請求項に記載の炭化水素の処理方法。 The hydrocarbon treatment method according to claim 5 , wherein the concentration of the magnesium salt is limited to 44.3 μM or less. 前記マグネシウム塩の濃度を88.5nM以下に制限した請求項に記載の炭化水素の処理方法。 The hydrocarbon treatment method according to claim 6 , wherein the concentration of the magnesium salt is limited to 88.5 nM or less.
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