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by ion beam breeding technology佐藤 勝也; 上田 涼史郎*; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 大野 豊
JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 100, 2016/02
Bioremediation uses biological organisms to solve an environmental problem. However, microorganisms are sometimes not enough effective to achieve efficient recovery. Therefore, enhancing the functionality of microorganisms is needed to promote the active use of bioremediation. This study began with the purpose of development of Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. Previously, we suggested that is the most suitable species for the development of high Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. Candidates of Cs-accumulating mutant were screened from the mutagenized cells by ion beam breeding technology on the basis of the luminescent intensity and the cell area as indicators of intracellular Cs level and cell growth, respectively. As a result, we obtained 33 candidates, whose Cs-accumulating abilities were over 2-fold higher than that of the wild-type, from the population of mutagenized cells.
上田 涼史郎*; 佐藤 勝也; 林 秀謙*; 鳴海 一成*; 大野 豊
JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 101, 2016/02
It is suggesting a possibility that the polyphosphate granules in cells could accumulate harmful metal ions such as radiocesium to protect the cells from cytotoxicity. In this study, we investigated the accumulation of cesium and its association with intracellular polyphosphate in using the gene disruptant and overexpressing strains. The cesium accumulation level in the disruptant and overexpressing strains was compared with that of the wild-type strain. The cesium accumulations in the 
disruptant and overexpressing strains were slightly decreased and almost same, respectively. Like the intracellular polyphosphate level, the cesium accumulation level was significantly increased in the 
disruptant strain. These results suggested that the intracellular polyphosphate level was positively correlated with the cesium accumulation level in 
.
佐藤 勝也; 上田 涼史郎; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 大野 豊
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 117, 2015/03
Bioremediation uses biological organisms to solve an environmental problem. However, microorganisms are sometimes not enough effective to achieve efficient recovery. Therefore, enhancing the functionality of microorganisms is needed to promote the active use of bioremediation. This study began with the purpose of development of Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. We investigated which members are better suited for Cs-accumulation in the genus 
(, 
, 
, 
, 
and 
) exhibit extraordinary radioresistant. The Cs concentration in the cells exhibited over 4-fold compared with that of the 
by atomic absorption spectrometer analysis. This result suggested that and are best two suitable species for the development of high Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology.
上田 涼史郎; 佐藤 勝也; 林 秀謙*; 鳴海 一成*; 大野 豊
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 118, 2015/03
It is suggesting a possibility that the polyphosphate granules in cells could accumulate harmful metal ions such as radiocesium to protect the cells from cytotoxicity. has been considered as a microorganism for bioremediation under highly radioactive contaminated environments. We generated the polyphosphate biosynthesis-related genes ( and ) disruptant strains and characterized their disruption effect to clarify the role of polyphosphate for the accumulation of cesium in . The intracellular levels of polyphosphates in the disruptant and overexpressing strains were almost same and slightly increased, respectively. On other hand, the intracellular level of polyphosphates significantly increased in the disruptant strains, suggesting that the gene plays an important role in the accumulation of polyphosphate in .
佐藤 勝也; 上田 涼史郎; 長谷 純宏; 大野 豊; 鳴海 一成*
no journal, ,
汚染環境の浄化技術として、微生物を活用したバイオレメディエーションは、物理的・化学的技術に比べ、環境負荷が小さいだけではなく、多様な汚染物質に対して適用可能であり、重要な技術として注目され、今後の利用拡大が期待されている。しかし、まだまだ微生物機能が低いという課題がある。そこで、資源確保や環境保全を踏まえた微生物の有効利用をさらに推進するためには、微生物の機能の向上が必要である。放射性セシウムの吸収・蓄積に微生物バイオレメディエーション技術を利用した場合、当然のことながら、微生物は被爆することから、期待される吸収・蓄積効果が見込めない可能性がある。そのため、放射能汚染環境下では、放射線に耐性を有する微生物の利用が適している。本研究では、デイノコッカス属細菌にイオンビーム誘発突然変異育種技術を活用し、遺伝子組換え技術に依存しない方法で、セシウム蓄積能の向上した突然変異体の創成を目的とした。
上田 涼史郎; 佐藤 勝也; 林 秀謙*; 鳴海 一成*; 大野 豊
no journal, ,
生体高分子であるポリリン酸は、リン酸が直鎖状に結合したポリマーであり、微生物の細胞内では負電荷を持つ形で蓄積されている。そのため、正電荷を持つ有害な金属イオンを捕捉し、細胞毒性の少ない形で蓄積されると考えられている。一方、放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスは、効率的なDNA修復能に起因する高い放射線耐性を有しており、放射能汚染環境下における微生物バイオレメディエーションへの利用が期待されている。東日本大震災の影響による東京電力福島第一原子力発電所の事故によって環境中に放出された放射性セシウムを回収・除去することは緊急の課題である。そこで本研究では、ラジオデュランスにおけるポリリン酸生合成関連遺伝子(polyphosphate kinaseをコードする遺伝子及びexopolyphosphataseをコードする遺伝子)に着目し、これら遺伝子を破壊あるいは改変させることでポリリン酸蓄積への影響について解析した。
佐藤 勝也; 上田 涼史郎; 長谷 純宏; 大野 豊; 鳴海 一成*
no journal, ,
微生物によるバイオレメディエーションは、微生物の機能を活用して環境に有害な金属や汚染物質を除去することで、汚染環境の浄化・修復を図る技術である。しかし、目的の性能を十分に満たす微生物を得ることは困難である場合が多い。そこで、資源確保や環境保全を踏まえた微生物の有効利用を推進するためには、性能が向上した微生物を人為的に得る必要がある。また、微生物バイオレメディエーション技術を放射性物質の吸収・蓄積に利用しようとする場合は、細胞への放射線影響によって、期待される吸収・蓄積効果が見込めない可能性がある。デイノコッカス属細菌は、他の生物にとって致死的効果あるいは変異原性を示す放射線に対して極めて高い耐性を示すので、放射能汚染環境下でのバイオレメディエーションに適した微生物として有望視されている。本研究では、放射性セシウムの効率的な回収に資するため、デイノコッカス属細菌にイオンビーム誘発突然変異育種技術を適用することで、セシウム濃縮能が向上した突然変異体を創成することを目的とした。
上田 涼史郎; 佐藤 勝也; 林 秀謙*; 鳴海 一成*; 大野 豊
no journal, ,
生体高分子であるポリリン酸は、リン酸が直鎖状に結合したポリマーであり、微生物の細胞内では負電荷を持つ形で蓄積されている。そのため、正電荷を持つ有害な金属イオンを捕捉し、細胞毒性の少ない形で蓄積されると考えられている。一方、放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスは、突然変異及び致死効果のある放射線に対して非常に高い抵抗性を持つため、放射能汚染環境下における微生物バイオレメディエーションへの利用が期待できる。そこで、本研究では、ラジオデュランスにおけるポリリン酸生合成関連遺伝子(polyphosphate kinaseをコードする遺伝子及びexopolyphosphataseをコードする遺伝子)に着目し、これら遺伝子を破壊あるいは改変させることでポリリン酸蓄積への影響を明らかにし、セシウム濃縮菌の開発に向けた重要な知見を蓄積することを目的とした。
佐藤 勝也; 上田 涼史郎*; 長谷 純宏; 大野 豊; 鳴海 一成*
no journal, ,
放射性セシウムの効率的な回収に資するため、デイノコッカス・ラジオデュランスにイオンビーム誘発突然変異育種技術を活用し、遺伝子組換え技術に依存しない方法で、セシウム蓄積能の向上した突然変異体を創成することを目的とした。イオンビーム照射により作出した突然変異集団から、それぞれ菌体内セシウム蓄積と細胞増殖の指標として、セシウム蓄積変異株候補株を選抜した。その結果、突然変異集団から、野生株よりも2倍以上のセシウム蓄積能を有するセシウム蓄積変異株候補株を33株選抜した。選抜したセシウム蓄積変異株候補株について、さらに詳細なセシウム蓄積能及び
線に対する耐性を評価する必要があるが、イオンビーム照射技術によって作出したこれらの変異株は、バイオレメディエーションの供試菌としての利用が期待できる。
上田 涼史郎*; 佐藤 勝也; 大野 豊; 林 秀謙*; 鳴海 一成*
no journal, ,
放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスにおけるポリリン酸生合成関連遺伝子(polyphosphate kinaseをコードする遺伝子及びexopolyphosphataseをコードする遺伝子)に着目し、これら遺伝子を破壊あるいは改変させることでポリリン酸蓄積への影響を明らかにし、セシウム蓄積との関連性について解析を行った。作製した遺伝子破壊株及び過剰発現株において、菌体内ポリリン酸蓄積量及びセシウム量を測定した。その結果、ポリリン酸蓄積量の増加に伴い、セシウム蓄積量が増加する傾向にあることから、ポリリン酸蓄積とセシウム蓄積に正の相関がある可能性が示唆された。さらに、ポリリン酸の高蓄積が線耐性を低下させないことを明らかにした。
佐藤 勝也; 鈴井 伸郎; 尹 永根; 藤巻 秀; 大野 豊
no journal, ,
環境中からの放射性セシウムの効率的な回収に資するため、イオンビーム誘発突然変異育種技術を活用し、デイノコッカス・ラジオデュランスを用いて放射線耐性セシウム蓄積菌の開発することを目的とした。イオンビーム照射により作出した突然変異集団から、それぞれ菌体内セシウム蓄積と細胞増殖の指標として、セシウム蓄積変異株候補株を選抜した。その結果、突然変異集団から、野生株よりも2倍以上のセシウム蓄積能を有するセシウム蓄積変異株候補株を33株選抜した。選抜したセシウム蓄積変異株候補株について、さらに詳細なセシウム蓄積能及び線に対する耐性を評価する必要があるが、イオンビーム照射技術によって作出したこれらの変異株は、バイオレメディエーションの供試菌としての利用が期待できる。
