JP2003319787A - Method for absorbing heavy metal - Google Patents

Method for absorbing heavy metal

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JP2003319787A
JP2003319787A JP2003047605A JP2003047605A JP2003319787A JP 2003319787 A JP2003319787 A JP 2003319787A JP 2003047605 A JP2003047605 A JP 2003047605A JP 2003047605 A JP2003047605 A JP 2003047605A JP 2003319787 A JP2003319787 A JP 2003319787A
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JP
Japan
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gene
heavy metals
plants
seq
soil
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Application number
JP2003047605A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomonobu Kusano
友延 草野
Atsushi Miyazaki
厚 宮嵜
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method with which usefulness for environmental clean-up such as phytoremediation is obtained and a heavy metal such as cadmium, cobalt, copper or zinc is efficiently absorbed. <P>SOLUTION: The method for absorbing the heavy metal comprises incorporating the cadmium, cobalt, copper, zinc and/or arsenic into a recombinant cell in which any gene selected from the group consisting of an merC gene, an merF gene and an merT gene is transduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、形質転換細胞を用いて
重金属を吸収する方法に関し、該形質転換細胞は、ファ
イトレメディエーション、土壌汚染のモニター等に利用
することができる。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for absorbing heavy metals using transformed cells, which can be used for phytoremediation, monitoring soil contamination, and the like.

【0002】[0002]

【従来技術】深刻化する環境汚染問題の一つとして、土
壌の重金属汚染の浄化を考えた場合、土壌からの重金属
の収奪除去のために植物に重金属を吸収させた後、焼却
する方法が最も合理的でコスト面からも広い範囲に適用
できる手段であると考えられている(非特許文献1参
照)。
2. Description of the Related Art As one of the serious environmental pollution problems, when considering the purification of heavy metal pollution in soil, the most effective method is to incinerate the heavy metal after removing it from the soil to remove the heavy metal from the soil. It is considered to be a means that is rational and can be applied to a wide range in terms of cost (see Non-Patent Document 1).

【0003】一方、Merオペロン中に存在する遺伝子
が、水銀の移送(merC、merF、merT、merP)や水銀の還
元(merA)有機水銀の分解(merB)に関与することが知
られており、例えば、鉄酸化細菌(Thiobacillus ferro
oxidans strain E-15)より見い出されたmerC遺伝子は
水銀イオン(Hg(II))の細胞内への取り込みに関与するこ
とが知られている(非特許文献2参照)。
On the other hand, it is known that the gene existing in the Mer operon is involved in the transport of mercury (merC, merF, merT, merP) and the reduction of mercury (merA) and the decomposition of organic mercury (merB). For example, iron-oxidizing bacteria (Thiobacillus ferro
It is known that the merC gene found from oxidans strain E-15) is involved in the uptake of mercury ions (Hg (II)) into cells (see Non-Patent Document 2).

【0004】[0004]

【非特許文献1】 Salt, D. E. et al., BIO/TECHNOLO
GY (1995) Vol.13,p.468-474
[Non-Patent Document 1] Salt, DE et al., BIO / TECHNOLO
GY (1995) Vol.13, p.468-474

【非特許文献2】 Biosci. Biotech. Biochem. (1996)
Vol.60, p.1289-1292
[Non-Patent Document 2] Biosci. Biotech. Biochem. (1996)
Vol.60, p.1289-1292

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来より、重金属の移
送に関する研究及びそれに関連した遺伝子の単離が行わ
れてきてはいるが、これらは、必須元素である亜鉛等を
中心とした移送機構の解明が主であり、ファイトレメデ
ィエーションに応用可能なカドミウム、コバルト、銅、
鉛、砒素等の移送に関する遺伝子単離や機構の解明は遅
れているのが現状である。このため、カドミウムやコバ
ルト、銅、鉛、砒素などの重金属を細胞内に幅広く積極
的に取り込ませる方法は未だ知られていなかった。
Conventionally, studies on the transport of heavy metals and isolation of genes associated therewith have been carried out, but these have been studied for transport mechanisms centered on the essential element such as zinc. Mainly elucidated, applicable to phytoremediation, cadmium, cobalt, copper,
At present, the isolation of genes and the elucidation of the mechanism for the transfer of lead, arsenic, etc. are delayed. For this reason, there has not yet been known a method for widely and actively incorporating heavy metals such as cadmium, cobalt, copper, lead, and arsenic into cells.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するため鋭意検討した結果、merC遺伝子のよう
な水銀移送に関与する遺伝子が導入された個体につい
て、カドミウム、コバルト、銅、亜鉛、鉛、砒素といっ
た水銀以外の重金属の取り込み能が向上することを見い
だし、本発明を完成するに至った。すなわち本発明によ
り、merC遺伝子、merF遺伝子およびmerT遺
伝子よりなる群から選ばれるいずれかの遺伝子が導入さ
れた組換え細胞を用い、カドミウム、コバルト、銅、亜
鉛及び/又は砒素を該細胞に取り込ませることを特徴と
する重金属の吸収方法が提供される。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventors have found that genes into which genes involved in mercury transport such as the merC gene have been introduced have cadmium, cobalt, copper and zinc. The inventors have found that the ability to take in heavy metals other than mercury such as lead, arsenic, etc. is improved, and have completed the present invention. That is, according to the present invention, a recombinant cell into which any gene selected from the group consisting of the merC gene, the merF gene and the merT gene has been introduced, and cadmium, cobalt, copper, zinc and / or arsenic is introduced into the cell. A method for absorbing heavy metals is provided.

【0007】また、本発明の別の態様により、下記
(a)、(b)、(c)および(d)よりなる群から選
ばれるいずれかの遺伝子が導入された組換え細胞を用
い、カドミウム、コバルト、銅、亜鉛及び/又は砒素を
該細胞に取り込ませることを特徴とする重金属の吸収方
法が提供される。 (a)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパ
ク質をコードする遺伝子 (b)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパ
ク質において1から複数個の置換、欠失及び/又は挿入
を有し水銀イオンを細胞内に移送することのできるタン
パク質をコードする遺伝子 (c)配列番号2に記載の塩基配列を有する遺伝子 (d)上記いずれかの遺伝子とストリンジェントな条件
でハイブリダイズし、水銀イオン細胞内移送に関与する
遺伝子
According to another aspect of the present invention, a recombinant cell into which any gene selected from the group consisting of the following (a), (b), (c) and (d) is introduced is used, and cadmium is used. There is provided a method for absorbing heavy metals, characterized by incorporating cobalt, copper, copper, zinc and / or arsenic into the cells. (A) a gene encoding a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 (b) mercury having one to a plurality of substitutions, deletions and / or insertions in the protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 Gene encoding a protein capable of transferring ions into cells (c) Gene having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 (d) Hybridizing with any of the above genes under stringent conditions, and mercury ion cells Genes involved in internal transfer

【0008】本発明の別の側面により、merC遺伝
子、merF遺伝子およびmerT遺伝子よりなる群か
ら選ばれるいずれかの遺伝子が導入された組換え酵母、
および、組換え植物が提供される。本発明の別の側面に
より、土壌中の重金属を植物に吸収させて、該植物体内
に蓄積させることにより、重金属に汚染された土壌を浄
化する方法において、該植物が、少なくともmerC遺
伝子、merF遺伝子およびmerT遺伝子よりなる群
から選ばれるいずれかの遺伝子が導入された組換え植物
であることを特徴とする土壌の浄化方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, a recombinant yeast into which any gene selected from the group consisting of merC gene, merF gene and merT gene is introduced,
And a recombinant plant is provided. According to another aspect of the present invention, in a method for absorbing heavy metal in soil by a plant and accumulating it in the plant to purify soil contaminated with heavy metal, the plant comprises at least a merC gene and a merF gene. And a merT gene, which is a recombinant plant into which any gene selected from the group consisting of genes is introduced.

【0009】また、本発明の別の態様により、土壌中の
重金属を植物に吸収させて、該植物体内に蓄積させるこ
とにより、重金属に汚染された土壌を浄化する方法にお
いて、該植物が、少なくとも下記(a)、(b)、
(c)および(d)よりなる群から選ばれるいずれかの
遺伝子が導入された組換え植物であることを特徴とする
土壌の浄化方法が提供される。 (a)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパ
ク質をコードする遺伝子 (b)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパ
ク質において1から複数個の置換、欠失及び/又は挿入
を有し水銀イオンを細胞内に移送することのできるタン
パク質をコードする遺伝子 (c)配列番号2に記載の塩基配列を有する遺伝子 (d)上記いずれかの遺伝子とストリンジェントな条件
でハイブリダイズし、水銀イオン細胞内移送に関与する
遺伝子
According to another aspect of the present invention, in a method for purifying soil contaminated with heavy metals by absorbing heavy metals in the soil into the plants and accumulating in the plants, the plants are at least The following (a), (b),
There is provided a method for remediating soil, which is a recombinant plant into which any gene selected from the group consisting of (c) and (d) has been introduced. (A) a gene encoding a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 (b) mercury having one to a plurality of substitutions, deletions and / or insertions in the protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 Gene encoding a protein capable of transferring ions into cells (c) Gene having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 (d) Hybridizing with any of the above genes under stringent conditions, and mercury ion cells Genes involved in internal transfer

【0010】以下に本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の方法は、水銀イオン(Hg
(II))の細胞内への取り込みに関与する遺伝子であるm
erC遺伝子、merF遺伝子およびmerT遺伝子よ
りなる群から選ばれるいずれかを細胞内に導入した形質
転換細胞を用いることを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method of the present invention uses mercury ions (Hg
M, which is a gene involved in the intracellular uptake of (II))
It is characterized by using a transformed cell into which any one selected from the group consisting of the erC gene, the merF gene and the merT gene is introduced into the cell.

【0012】merC遺伝子、merF遺伝子およびm
erT遺伝子は、水銀耐性を有する微生物が含有するm
erオペロンから任意に単離することができる。また、
上記水銀耐性を有する微生物は、水銀を含有した培地で
スクリーニングすることにより容易に入手することもで
きるし、公知の物を任意に使用してもよい。
MerC gene, merF gene and m
The erT gene is contained in a microorganism resistant to mercury.
It can be optionally isolated from the er operon. Also,
The above-mentioned microorganism having resistance to mercury can be easily obtained by screening with a medium containing mercury, or a known substance may be optionally used.

【0013】merC遺伝子、及びmerT遺伝子を有
する細菌として具体的には、アシネトバクター(Acinet
obacter)属に属する微生物(Plasmid 30, 303-308, 19
93)、アルカリゲネス(Alcaligenes)属に属する微生
物(Mol. Microbiol. 24, 321-329, 1997)、シトロバ
クター(Citrobacter)属に属する微生物(J. Mol. Evo
l. 51, 607-622, 2000)、エンテロバクター(Enteroba
cter)属に属する微生物(Mol. Microbiol. 24, 321-32
9, 1997)、エシェリヒア(Escherichia)属に属する微
生物(Microbiol. Mol. Biol. Rev. 63, 507-522, 199
9、及び、J. Mol.Evol. 51, 607-622, 2000)クレブシ
エラ(Klebsiella)属に属する微生物(J.Mol. Evol. 5
1, 607-622, 2000)、レクレシア(Leclercia)属に属
する微生物(J. Mol. Evol. 51, 607-622, 2000)、パ
ントエア(Pantoea)属に属する微生物(Mol. Microbio
l. 24, 321-329, 1997)、シュードモナス(Pseudomona
s)属に属する微生物(J. Mol. Evol. 51, 607-622, 20
00、J. Mol. Evol. 51, 607-622, 2000、Gene 166, 77-
82, 1995、Mcrobiology 143, 2549-2556, 1997、J. Mo
l. Evol. 51, 607-622, 2000及びFEBS letter 427 (200
0) 78-82)シェワネラ(Shewanella)属に属する微生物
(Mol. Gen. Genet. 228, 294-299, 1991)スフィンゴ
モナス(Sphingomonas)属に属する微生物(J. Mol. Ev
ol. 51, 607-622,2000)、チオバチルス(Thiobacillu
s)属に属する微生物(Gene 96, 115-120,1990)、及び
キサントモナス(Xanthomonas)属に属する微生物(Re
s. Microbiol. 151, 1-12, 2000)が挙げられる。
Specific examples of the bacterium having the merC gene and the merT gene include Acinetobacter (Acinet).
microorganism belonging to the genus bacterium (Plasmid 30, 303-308, 19
93), microorganisms belonging to the genus Alcaligenes (Mol. Microbiol. 24, 321-329, 1997), microorganisms belonging to the genus Citrobacter (J. Mol. Evo).
l. 51, 607-622, 2000), Enterobacter (Enteroba
Microorganisms belonging to the genus cter (Mol. Microbiol. 24, 321-32
9, 1997), a microorganism belonging to the genus Escherichia (Microbiol. Mol. Biol. Rev. 63, 507-522, 199).
9 and J. Mol. Evol. 51, 607-622, 2000) A microorganism belonging to the genus Klebsiella (J. Mol. Evol. 5)
1, 607-622, 2000), microorganisms belonging to the genus Leclercia (J. Mol. Evol. 51, 607-622, 2000), microorganisms belonging to the genus Pantoea (Mol. Microbio)
l. 24, 321-329, 1997), Pseudomonas (Pseudomona)
s) microorganisms belonging to the genus (J. Mol. Evol. 51, 607-622, 20)
00, J. Mol. Evol. 51, 607-622, 2000, Gene 166, 77-
82, 1995, Macrobiology 143, 2549-2556, 1997, J. Mo.
l. Evol. 51, 607-622, 2000 and FEBS letter 427 (200
0) 78-82) Microorganism belonging to the genus Shewanella (Mol. Gen. Genet. 228, 294-299, 1991) Microorganism belonging to the genus Sphingomonas (J. Mol. Ev
ol. 51, 607-622, 2000), Thiobacillus (Thiobacillu
s) microorganisms belonging to the genus (Gene 96, 115-120, 1990) and microorganisms belonging to the genus Xanthomonas (Re
s. Microbiol. 151, 1-12, 2000).

【0014】また、merF遺伝子を有する細菌として
は、シュードモナス(Pseudomonas)属に属する微生物
(Gene 146, 73-78, 1994)、キサントモナス(Xanthom
onas)属に属する微生物(J. Mol. Biol. 230, 1103-11
07, 1993)、エシェリヒア(Escherichia)属に属する
微生物(Appl. Environ. Microbiol. 63 , 1066-1076,1
997)等が上げられる。
As the bacterium having the merF gene, a microorganism belonging to the genus Pseudomonas (Gene 146, 73-78, 1994), Xanthomonas (Xanthom) is used.
microorganism belonging to the genus onas) (J. Mol. Biol. 230, 1103-11
07, 1993), a microorganism belonging to the genus Escherichia (Appl. Environ. Microbiol. 63, 1066-1076, 1)
997) etc. are raised.

【0015】上記微生物に存在するこれら遺伝子の塩基
配列は公知であり、それらの情報を元に、通常の遺伝子
工学的手法を用い、任意に微生物から単離することがで
きる。また、DNA合成装置等を用いることにより合成
することもできる。好ましい遺伝子の具体例としては、
配列番号1に記載のタンパク質(MerC)をコードす
る遺伝子、該配列番号1に記載のタンパク質において1
から複数個の置換、欠失及び/又は挿入を有し、水銀イ
オンを細胞内に移送することのできるタンパク質をコー
ドする遺伝子、配列番号2記載の塩基配列を有する遺伝
子(merC)、及び、上記いずれかの遺伝子とストリ
ンジェントな条件でハイブリダイズし、水銀イオン細胞
内移送に関与する遺伝子が挙げられる。
The nucleotide sequences of these genes existing in the above-mentioned microorganisms are known, and based on such information, it can be arbitrarily isolated from the microorganism by using a general genetic engineering technique. It can also be synthesized by using a DNA synthesizer or the like. Specific examples of preferred genes include:
A gene encoding the protein (MerC) shown in SEQ ID NO: 1, 1 in the protein shown in SEQ ID NO: 1
To a gene encoding a protein having a plurality of substitutions, deletions and / or insertions, capable of transporting mercury ions into cells, a gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 (merC), and Examples include genes that hybridize with any of the genes under stringent conditions and are involved in mercury ion intracellular transport.

【0016】ここで、本明細書において「1から複数個
の塩基が置換、欠失及び/又は挿入を有するタンパク
質」とは、例えば1〜40個、好ましくは1〜20個、
より好ましくは1〜10個の任意の数のアミノ酸が置
換、欠失及び/又は挿入されているアミノ酸配列を有す
るタンパク質のことを言う。また、「ストリンジェント
な条件下でハイブリダイズする遺伝子」とは、DNAを
プローブとして使用し、コロニーハイブリダイゼーショ
ン法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサ
ザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いること
により得られるDNAの塩基配列を意味し、例えば、コ
ロニーあるいはプラーク由来のDNAまたは該DNAの
断片を固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0
MのNaCl存在下65℃でハイブリダイゼーションを
行った後、0.1〜2×SSC溶液(1×SSCの組成
は、150mM塩化ナトリウム、15mMクエン酸ナト
リウム)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄する
ことにより同定できるDNA等を挙げることができる。
Here, in the present specification, the "protein having substitution, deletion and / or insertion of 1 to a plurality of bases" is, for example, 1 to 40, preferably 1 to 20,
More preferably, it refers to a protein having an amino acid sequence in which any number of amino acids of 1 to 10 is substituted, deleted and / or inserted. In addition, "a gene that hybridizes under stringent conditions" means a base of DNA obtained by using a DNA as a probe and using a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern blot hybridization method, or the like. Sequence means, for example, 0.7 to 1.0 using a filter on which DNA derived from a colony or plaque or a fragment of the DNA is immobilized.
After hybridization at 65 ° C. in the presence of M NaCl, 0.1-2 × SSC solution (1 × SSC composition is 150 mM sodium chloride, 15 mM sodium citrate) was used to filter under 65 ° C. conditions. Examples thereof include DNA that can be identified by washing.

【0017】ハイブリダイゼーションは、Molecular Cl
oning: A laboratory Mannual, 2ndEd., Cold Spring H
arbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989. 以
後"モレキュラークローニング第2版" と略す)等に記
載されている方法に準じて行うことができる。ストリン
ジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとして
は、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以
上の相同性を有するDNAが挙げられる。ここで言う一
定以上の相同性とは、例えば55%以上、好ましくは6
0%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましく
は90%以上である。なお、ここで言う一定以上の相同
性を有するDNAとしては、上記した相同性を有するポ
リヌクレオチドおよびその相補鎖ポリヌクレオチドの両
方を包含する。
Hybridization is performed using Molecular Cl
oning: A laboratory Mannual, 2ndEd., Cold Spring H
arbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., 1989. Hereinafter, it can be performed according to the method described in "Molecular cloning 2nd edition"). Examples of the DNA that hybridizes under stringent conditions include DNAs having a certain homology with the base sequence of the DNA used as a probe. The homology above a certain level here means, for example, 55% or more, preferably 6
It is 0% or more, more preferably 70% or more, and further preferably 90% or more. It should be noted that the DNA having a certain homology or more as referred to herein includes both the above-mentioned polynucleotide having homology and its complementary strand polynucleotide.

【0018】加えて、上記遺伝子につき、形質転換する
宿主にあわせコドンを変化させた物についても本願の遺
伝子の範囲に含まれる物である。上記遺伝子により細胞
を形質転換する方法としては、該遺伝子を宿主に応じた
発現ベクターに連結し、一般的な形質転換方法で宿主を
形質転換すればよい。上記宿主としては、エシェリヒア
(Escherichia)属、コリネバクテリウム(Corynebacte
rium)属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属、
バチルス(Bacillus)属、シュードモナス(Pseudomona
s)属等の通常の遺伝子組み換えの宿主として用いられ
る細菌、サッカロミセス セレビシェ(Saccharomyces c
erevisae)、シゾサッカロミセス ポンベ(Schizosaccha
romyces pombe)、クリュイベロミセス ラクチス(Kluyv
eromyces lactis)、トリコスポロン プルランス(Trich
osporon pullulans)、シュワニオミセス アルビウス(S
chwanniomyces alluvius)等の酵母、及び、ケナフ(Hibi
scus cannabinus)、カラシナ (Brassica juncea)、ヒマ
ワリ(Helianthus annuus)、イネ(Oryza sativa)、ナ
タネ(Brassica napus)、ポプラ(Populus nigra)、
ユリノキ(Liriodendron tulipifera)等の植物細胞が
挙げられる。
In addition, the above-mentioned genes whose codons are changed according to the host to be transformed are also included in the scope of the gene of the present application. As a method for transforming cells with the above gene, the gene may be ligated to an expression vector suitable for the host, and the host may be transformed by a general transformation method. Examples of the host include Corynebacte and Escherichia.
rium), Brevibacterium genus,
Genus Bacillus, Pseudomona
Saccharomyces c., a bacterium used as a host for general gene recombination of genus etc.
erevisae), Schizosaccharomyces pombe (Schizosaccha)
romyces pombe), Kluyveromyces lactis (Kluyv
eromyces lactis), Trichosporon pullulans (Trich
osporon pullulans), Schwanniomyces arubius (S
chwanniomyces alluvius) and kenaf (Hibi
scus cannabinus), mustard (Brassica juncea), sunflower (Helianthus annuus), rice (Oryza sativa), rapeseed (Brassica napus), poplar (Populus nigra),
Plant cells such as Liriodendron tulipifera can be mentioned.

【0019】このうち好ましくは、サッカロミセス セ
レビシェ(Saccharomyces cerevisae)等の酵母及びケナ
フ(Hibiscus cannabinus)、カラシナ (Brassica junce
a)、ヒマワリ(Helianthus annuus)、ポプラ(Populus n
igra)、ユリノキ(Liriodendron tulipifera)等の植
物細胞が挙げられる。発現ベクターは宿主との組み合わ
せを考えて選択することができ、好ましくは宿主細胞に
おいて自立複製可能ないしは染色体中への組込みが可能
で、本発明の遺伝子を転写できる位置にプロモーターを
含有しているものが用いられる。
Of these, preferably yeast such as Saccharomyces cerevisae and kenaf (Hibiscus cannabinus), mustard (Brassica junce).
a), sunflower (Helianthus annuus), poplar (Populus n
plant cells such as igra) and lily tree (Liriodendron tulipifera). The expression vector can be selected in consideration of the combination with the host, and is preferably capable of autonomous replication in the host cell or can be integrated into the chromosome and contains a promoter at a position where the gene of the present invention can be transcribed. Is used.

【0020】細菌を宿主細胞として用いる場合は、DN
Aを発現させるための発現ベクターは該細菌中で自立複
製可能であると同時に、プロモーター、リボソーム結合
配列、上記DNAおよび転写終結配列より構成された組
換えベクターであることが好ましい。プロモーターを制
御する遺伝子が含まれていてもよい。細菌用の発現ベク
ターとしては、例えば、pUC118(宝酒造社製)、pUC19〔G
ene,33, 103(1985)〕等のpUC系統やpGEMEX-1(Promeg
a社製)等のpGEM系統、pKK223-2(Pharmacia社製)、p
BluescriptII SK(+)、pBluescriptII SK(-)(Stratagene
社製)等の公知又は市販のものを例示することができ
る。
When bacteria are used as host cells, DN
The expression vector for expressing A is preferably a recombinant vector capable of autonomous replication in the bacterium and at the same time composed of a promoter, a ribosome binding sequence, the above DNA and a transcription termination sequence. A gene that controls the promoter may be included. Examples of expression vectors for bacteria include pUC118 (Takara Shuzo) and pUC19 [G
ene, 33, 103 (1985)] and pGEMEX-1 (Promeg
a company's) pGEM system, pKK223-2 (Pharmacia company), p
BluescriptII SK (+), pBluescriptII SK (-) (Stratagene
Known products or commercially available products such as those manufactured by K.K. can be exemplified.

【0021】細菌用のプロモーターとしては、例えば、
trpプロモーター(P trp)、lacプロモーター(P lac)、PL
プロモーター、PRプロモーター、PSEプロモーター等
の、大腸菌やファージ等に由来する各種プロモーター、
SP01プロモーター、SP02プロモーター、penPプロモータ
ー等を挙げることができる。細菌宿主へ組換えベクター
を導入する方法としては、例えば、カルシウムイオンを
用いる方法やエレクトロポレーション法等を挙げること
ができる。
[0021] Examples of the promoter for bacteria include
trp promoter (P trp), lac promoter (P lac), PL
Various promoters derived from Escherichia coli, phage, etc. such as promoter, PR promoter, PSE promoter, etc.
Examples thereof include SP01 promoter, SP02 promoter, penP promoter and the like. Examples of the method for introducing the recombinant vector into the bacterial host include a method using calcium ions and an electroporation method.

【0022】酵母用の発現ベクターとして、例えば、YE
p13 (ATCC37115)、YEp24 (ATCC37051)、Ycp5O (ATCC374
19)、pHS19、pHS15、pYPR3831X(Gene 84 (1989) 47-5
4)等を例示することができる。酵母用のプロモーター
としては、例えば、PHO5プロモーター、PGKプロモータ
ー、GAPプロモーター、ADHプロモーター、gal1プロモー
ター、gal10プロモーター、ヒートショックタンパク質
プロモーター、MFα1プロモーター、CUP1プロモーター
等のプロモーターを挙げることができる。
As an expression vector for yeast, for example, YE
p13 (ATCC37115), YEp24 (ATCC37051), Ycp5O (ATCC374
19), pHS19, pHS15, pYPR3831X (Gene 84 (1989) 47-5
4) etc. can be illustrated. Examples of the promoter for yeast include PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH promoter, gal1 promoter, gal10 promoter, heat shock protein promoter, MFα1 promoter, CUP1 promoter and the like.

【0023】酵母宿主への組み換えベクターの導入方法
としては、酵母にDNAを導入する方法であればいずれ
も用いることができ、例えば、エレクトロポレーション
法、スフェロブラスト法、酢酸リチウム法等を挙げるこ
とができる。
As a method for introducing the recombinant vector into the yeast host, any method can be used as long as it is a method for introducing DNA into yeast, and examples thereof include electroporation method, spheroblast method and lithium acetate method. be able to.

【0024】酵母宿主に形質転換する方法として、例え
ば、プラスミドpYPR3831X(Gene 84(1989) 47-54)にm
erC遺伝子を導入した組み換えプラスミド(pYPR3831
X-merC)を、酢酸リチウム法(Ito, H et al. (1983)
J. Bacteriol. 153(1), 163-168)等によりサッカロミ
セス セレビシェ等の酵母菌へ形質転換し、YNBD寒天プ
レートに塗布し、生育至適温度で増殖させた後、プラス
ミドの導入を確かめる。
As a method for transforming a yeast host, for example, plasmid pYPR3831X (Gene 84 (1989) 47-54) is used.
Recombinant plasmid containing erC gene (pYPR3831
X-merC) by the lithium acetate method (Ito, H et al. (1983)
J. Bacteriol. 153 (1), 163-168) etc. to transform yeast strains such as Saccharomyces cerevisiae etc., spread on YNBD agar plate and allowed to grow at optimal growth temperature, then confirm introduction of plasmid.

【0025】更に誘導型プロモーターを用いた場合に
は、組換え酵母が適度に増殖した後又は組換え植物が目
的の大きさに生育させた後に導入遺伝子を発現すること
が可能となり、使用態様によっては好ましい。
Furthermore, when an inducible promoter is used, it becomes possible to express the transgene after the recombinant yeast has grown appropriately or after the recombinant plant has grown to a target size. Is preferred.

【0026】さらに、上記プラスミドが導入されている
酵母細胞について、merC遺伝子が、ガラクトース依
存的に発現するか否かをノーザン・ハイブリダイゼーシ
ョンで解析することにより、上記酵母細胞中で該遺伝子
が機能しているかどうか確認できる。形質転換体の重金
属の取り込み能の解析は、下記の方法で行うことができ
る。例えば、上記で得られたpYPR3831X-merCの導入され
た酵母菌をYNBD液体培地で振とう培養した後に、その半
分にガラクトースを添加することでmerC遺伝子の発
現を誘導しておく。また、コントロールとして、mer
C遺伝子の導入されていないpYPR3831Xプラスミドで形
質転換された酵母も上記と同様に準備した上で、これら
4種の酵母をそれぞれアガーで固めたプレートを準備す
る。これらのプレート上にCdCl2、CoCl2、CuCl2、ZnCl2
等といった目的とする重金属を含有する化合物を一定量
のせた抗生物質検定用ディスク(直径6mm)を置き、培
養した後の阻止円の直径を測定、比較することすること
により、重金属の取り込み量をモニタリングする。即
ち、例えば、導入された該遺伝子の機能により、重金属
の取り込み活性が増加した場合、酵母の生育を阻止する
ことにより上記阻止円の直径が大きくなり、酵母の重金
属取り込み能が上昇したことを確認することができる。
Furthermore, regarding yeast cells into which the above-mentioned plasmid has been introduced, whether or not the merC gene is expressed in a galactose-dependent manner is analyzed by Northern hybridization, whereby the gene functions in the above-mentioned yeast cells. You can check whether it is. The heavy metal uptake ability of the transformant can be analyzed by the following method. For example, the yeast having the pYPR3831X-merC obtained above is cultured in a YNBD liquid medium with shaking, and then galactose is added to half of the yeast to induce the expression of the merC gene. Also, as a control, mer
Yeast transformed with the pYPR3831X plasmid into which the C gene has not been introduced is also prepared in the same manner as described above, and then plates of these four yeasts are agar-fixed. CdCl 2 , CoCl 2 , CuCl 2 , ZnCl 2 on these plates
The amount of heavy metal uptake can be determined by placing an antibiotic assay disc (diameter 6 mm) on which a certain amount of heavy metal-containing compound of interest is placed, and measuring and comparing the diameter of the inhibition circle after culturing. Monitor. That is, for example, when the heavy metal uptake activity was increased by the function of the introduced gene, it was confirmed that the diameter of the inhibition circle was increased by inhibiting the growth of yeast, and the heavy metal uptake ability of yeast was increased. can do.

【0027】本発明の方法は、このようにして得られた
組換え体を重金属含有媒体と接触させることにより、該
細胞内に重金属を取り込ませるものである。重金属含有
媒体としては、重金属含有培地、土壌あるいはスラジ
等、各種媒体を用いることができ、又、接触方法として
は、上述の機能確認の項で記載したように十分増殖又は
生育させた組換え体を該媒体と接触させるという方法を
挙げることができる。
In the method of the present invention, the recombinant thus obtained is brought into contact with a heavy metal-containing medium to incorporate the heavy metal into the cells. As the heavy metal-containing medium, various media such as heavy metal-containing medium, soil or sludge can be used, and as the contact method, the recombinant sufficiently grown or grown as described in the above-mentioned function confirmation section. The method of contacting with the medium can be mentioned.

【0028】さらに、上記方法で得られた組換え体は、
例えば、組換え酵母の場合には、重金属に非常に鋭敏な
感受性の組換え酵母として重金属の耐性能に関与する遺
伝子の選抜に使用できる。すなわち、カドミウムのよう
な重金属に耐性の細菌、酵母、植物、動物より合成した
cDNAを一般的な酵母の発現ベクターに挿入し、本発明の
組換え酵母に再度形質転換後の組換え酵母の重金属耐性
を確認することで、重金属の耐性に関与する遺伝子をス
クリーニングすることができる。
Further, the recombinant obtained by the above method is
For example, in the case of recombinant yeast, it can be used as a recombinant yeast that is extremely sensitive to heavy metals to select genes involved in heavy metal resistance. That is, it was synthesized from bacteria, yeast, plants, and animals that are resistant to heavy metals such as cadmium.
Genes involved in heavy metal resistance can be screened by inserting the cDNA into a general yeast expression vector and confirming the heavy metal resistance of the recombinant yeast after retransformation into the recombinant yeast of the present invention. .

【0029】植物細胞用の発現ベクターとしては、例え
ば、pIG121-Hm〔Plant Cell Report, 15, 809-814(199
5)〕、pBI121〔EMBO J. 6, 3901-3907(1987)〕、pLAN41
1やpLAN421(Plant Cell Reports 10(1991) 286-290)
を例示することができる。
As an expression vector for plant cells, for example, pIG121-Hm [Plant Cell Report, 15, 809-814 (199
5)), pBI121 [EMBO J. 6, 3901-3907 (1987)], pLAN41
1 and pLAN421 (Plant Cell Reports 10 (1991) 286-290)
Can be illustrated.

【0030】植物細胞用のプロモーターとしては、例え
ば、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター
(Mol. Gen. Genet (1990) 220, 389-392)等が挙げら
れる。また、トウモロコシ由来アルコール脱水素酵素の
プロモーター(Maydica 35 (1990) 353-357)、シロイ
ヌナズナ由来IRE遺伝子のプロモーター(特開200
0−270873号公報)等の公知の根特異的プロモー
ターを用いて、merC遺伝子、merF遺伝子または
merTを導入した場合、土壌の重金属取り込みを効率
よく行うことができると考えられる。植物への組換えベ
クターの導入方法としては、パーティクルガン法、エレ
クトロポレーション法、アグロバクテリウム法等を挙げ
ることができる。
Examples of promoters for plant cells include the cauliflower mosaic virus 35S promoter (Mol. Gen. Genet (1990) 220, 389-392) and the like. Further, a promoter of a maize-derived alcohol dehydrogenase (Maydica 35 (1990) 353-357) and a promoter of an IRE gene derived from Arabidopsis thaliana (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-242242).
When a merC gene, a merF gene or merT is introduced using a known root-specific promoter (eg, 0-270873), it is considered that heavy metal uptake in soil can be efficiently carried out. Examples of methods for introducing a recombinant vector into plants include particle gun method, electroporation method, Agrobacterium method and the like.

【0031】また、宿主として上述のような植物を用い
た組換え植物の場合には、例えば、重金属濃度が低い土
壌からそれらを効率よく吸収し植物体に蓄積させ浄化す
るといった重金属高蓄積植物として水田圃場などに使用
することや、該植物を汚染土壌に生育させることによ
り、微量の重金属で汚染された土壌のモニターとしても
用いることができる。植物が重金属例えばカドミウムを
過剰に吸収しその解毒機構を上回る程度に蓄積したとき
は、障害が生じ、シロイヌナズナでは、緑葉の白化が起
こる。この時、カドミウム含有量が上昇していることが
示されており(G. Vert et al., ThePlant Cell (2002)
14, 1223-1233)、上記のような遺伝子組換え植物を作
出することは可能である。
Further, in the case of a recombinant plant using the above-mentioned plant as a host, for example, as a heavy metal highly accumulating plant which efficiently absorbs them from soil with a low concentration of heavy metals and accumulates them in plants to purify them. It can also be used as a monitor for soil contaminated with a trace amount of heavy metals by using it in paddy fields or by growing the plant in contaminated soil. When plants absorb too much heavy metals, such as cadmium, and accumulate above their detoxification mechanisms, damage occurs, and in Arabidopsis, whitening of the green leaves occurs. At that time, it was shown that the cadmium content increased (G. Vert et al., ThePlant Cell (2002).
14, 1223-1233), and it is possible to produce a transgenic plant as described above.

【0032】本発明の重金属の吸収能が増大した組み換
え植物は、さらに重金属耐性遺伝子を導入する、あるい
は、重金属耐性の高い植物とかけ合わせる等の育種を行
うことにより、植物体内への重金属蓄積能を増加させる
ことができる。植物に重金属耐性能を付与することので
きる遺伝子の例としては、動物や酵母の重金属結合タン
パク質であるメタロチオネイン遺伝子が挙げられる。該
遺伝子を植物に導入することにより有害重金属を無毒化
し、カドミウムなどに対する重金属耐性植物が作出され
た。長谷川は、酵母のメタロチオネイン遺伝子cup1をカ
ラシナ(B. juncea)に導入し、400 μMの濃度のカドミ
ウム水溶液でも正常に生育できる植物を作出した(Hase
gawa, I. 2002. Phytoremediation : a novel strategy
for removing toxic heavy metals from contaminated
soils using plants. Farming Japan. 36: 10-15)。
また、メタロチオネインの一つであるファイトケラチン
の構成要素、グルタチオン(GSH)を合成する代謝系の
活性を増強させることにより、高濃度の重金属培地でも
耐性を示す重金属耐性植物が作出されている(Zhu et a
l. 1999 Overexpression of glutathione synthetase i
n Indian mustard enhances cadmium accumulation and
tolerance. Plant Physiol.119: 73-79; Zhu et a
l. 1999 Cadmium tolerance and accumulation in Indi
an mustard is enhanced by overexpressing γ-glutam
ylcysteine synthetase. Plant Physiol. 121: 1169-11
77)。
The recombinant plant of the present invention having an increased heavy metal absorption ability is further cultivated by introducing a heavy metal resistance gene, or by crossing with a plant having a high heavy metal resistance, to thereby accumulate heavy metal in the plant body. Can be increased. Examples of genes capable of imparting heavy metal tolerance to plants include the metallothionein gene, which is a heavy metal binding protein of animals and yeasts. By introducing the gene into plants, harmful heavy metals were detoxified, and heavy metal resistant plants against cadmium and the like were produced. Hasegawa introduced the yeast metallothionein gene cup1 into mustard (B. juncea) and produced a plant that could grow normally even in a cadmium aqueous solution at a concentration of 400 μM (Hase
gawa, I. 2002. Phytoremediation: a novel strategy
for removing toxic heavy metals from contaminated
soils using plants. Farming Japan. 36: 10-15).
In addition, by enhancing the activity of the metabolic system that synthesizes glutathione (GSH), a component of phytokeratin, which is one of the metallothioneins, heavy metal-resistant plants that are resistant to high-concentration heavy metal media have been created (Zhu et a
l. 1999 Overexpression of glutathione synthetase i
n Indian mustard enhances cadmium accumulation and
tolerance. Plant Physiol. 119: 73-79; Zhu et a
l. 1999 Cadmium tolerance and accumulation in Indi
an mustard is enhanced by overexpressing γ-glutam
ylcysteine synthetase. Plant Physiol. 121: 1169-11
77).

【0033】さらに、上記で得られた植物体内への重金
属蓄積能が増大した組み換え植物を用いることにより、
重金属により汚染された土壌をファイトレメディエーシ
ョン法により浄化することができる。浄化の対象となる
土壌の汚染状態とは、例えば、農作物又は天然あるいは
人為的手段を問わず食用あるいは人体内に摂取されうる
形態で供試される植物生産物が、法律等に規制される
値、又は医学上問題とされる値、あるいは社会通念上問
題があるとされる値よりも多く汚染物質がその中に含ま
れるような状態になりうる濃度で汚染物質が含まれる土
壌等の状態を示す。具体的な浄化対象土壌としては、農
業用地すなわち水田土壌、畑地土壌等の農作物を栽培す
る全ての農地の土壌を含み、又適当な処理を行うことに
より植物の生育が可能な住宅地、工場跡地、非住居地等
の通常農地として用いられない土地の土壌も対象となり
うる。また適当な処理を行うことにより植物の生育が可
能な汚泥、スラッジなども対象となる。
Furthermore, by using the recombinant plant obtained in the above, which has an increased ability to accumulate heavy metals in the plant,
Soil polluted with heavy metals can be purified by the phytoremediation method. The state of pollution of the soil to be purified is, for example, the value regulated by law, etc., for plant products that are tested in the form of being edible or ingestible by humans regardless of whether they are crops or natural or artificial means. , Or the state of soil, etc., which contains pollutants at a concentration that may cause more pollutants to be contained in them than the values that are medically problematic or that are socially problematic. Show. Specific soils for purification include agricultural land, that is, paddy soil, soil of all agricultural land where agricultural crops such as upland soil are cultivated, and where suitable treatment is performed, a residential area and a factory site can be grown. , Soils that are not normally used as agricultural land, such as non-residential areas, can also be targeted. In addition, sludge, sludge, etc. that can grow plants by appropriate treatment are also targeted.

【0034】上記重金属としては、カドミウム、亜鉛、
鉛、クロム、銅、水銀及び/又は砒素等の重金属汚染と
して問題になっている金属種及びそれらの金属を含有す
る化合物が挙げられるが、このうち好ましい金属種とし
てはカドミウム、クロム、亜鉛、鉛又は、銅である。
As the above-mentioned heavy metals, cadmium, zinc,
Examples of the metal species and compounds containing these metals, which are problematic as heavy metal pollution such as lead, chromium, copper, mercury and / or arsenic, and preferred metal species among them are cadmium, chromium, zinc and lead. Alternatively, it is copper.

【0035】上記重金属の土壌中の含有量としては、植
物が生育する範囲であれば特に限定されないが、具体的
には、通常1%(10000ppm)以下、好ましくは
含有量が0.1〜2000ppm、特に農地を対象とし
た場合、0.5〜100ppm、好ましくは0.5〜5
ppmの土壌に適用することが望ましい。これを超える
濃度で含まれる場合には、あらかじめ化学的処理法等の
適当な方法により濃度を低下させておいてから植物を生
育させることが望ましい。尚、浄化対象となる土壌に
は、上記重金属以外の金属が含まれていても植物の生育
を阻害しない限り特に問題はない。
The content of the above-mentioned heavy metals in the soil is not particularly limited as long as it is within the range where plants grow, but specifically, it is usually 1% (10000 ppm) or less, preferably the content is 0.1 to 2000 ppm. , Especially for agricultural land, 0.5 to 100 ppm, preferably 0.5 to 5
It is desirable to apply to ppm soil. When it is contained at a concentration exceeding this, it is desirable to reduce the concentration in advance by an appropriate method such as a chemical treatment method and then grow the plant. Incidentally, even if the soil to be purified contains a metal other than the above-mentioned heavy metals, there is no particular problem as long as it does not inhibit the growth of plants.

【0036】本発明の方法に用いられる植物としては、
上記重金属を吸収・蓄積する物であれば特に限定されな
いが、具体的には、アブラナ科、アオイ科、マメ科、ア
カザ科、ナス科、キク科、ヒユ科、イネ科等の植物が挙
げられる。上記植物として好ましくはカラシナ、ナタ
ネ、野沢菜等のアブラナ科;オクラ、トロロアオイ、ケ
ナフ等のアオイ科;クロタラリア、セスバニア等のマメ
科;飼料用ビート、テンサイ等のアカザ科;タバコ等の
ナス科;ヒマワリ、ベニバナ等のキク科;アマランサス
等のヒユ科;又はソルゴー、サトウキビ、イネ、ムギ等
のイネ科に属する植物が挙げられ、より好ましくは、カ
ラシナ、野沢菜、ケナフ、オクラ、飼料用ビート、タバ
コ、アマランサス、ヒマワリ、ソルゴー又はクロタラリ
アが挙げられる。また植物として、これらを含む選抜し
た植物種に重金属の吸収蓄積を促進せしめる遺伝子を導
入した組換え植物を用いることもできる。上記遺伝子と
しては、MT-1、CUP1、PsMTA等のメタロチオネイン合成
遺伝子(Kr艟mer, U. and Chardonnens, A. N., Appl.
Microbiol. Biotechnol. 2001, vol.55, p661-672、Kar
enlampi, S., Schat H., Vangronsveld J., Verkleij
J.A.C., van der Lelie D., Mergeay M., and Tervahau
ta A.I., Environmental Pollution. 2000, vol.107, p
225-231、 Hasegawa, I. Farming Japan 2002, vol.36,
p10-15)、カルボキシペプチダーゼ等のファイトケラチ
ン合成酵素遺伝子及び、グルタチオン合成系に関与する
酵素遺伝子等がある。本発明に用いる植物種並びに遺伝
子はここに記載した種類に限定されるものではない。
The plants used in the method of the present invention include:
It is not particularly limited as long as it absorbs / accumulates the above-mentioned heavy metals, and specific examples thereof include plants such as Brassicaceae, Malvaceae, Leguminaceae, Acalyptaceae, Solanaceae, Asteraceae, Amaranthaceae, and Gramineae. . The above-mentioned plants are preferably Brassicaceae such as mustard, rapeseed and nozawana; Mallowaceae such as okra, troll mallow and kenaf; Leguminaceae such as crotalaria and sesbania; Pedicaceae such as beet for feed and sugar beet; Solanaceae such as tobacco; Asteraceae such as sunflower and safflower; Amaranthaceae such as amaranth; Plants belonging to grass family such as sorghum, sugar cane, rice, and wheat are mentioned, and more preferably mustard, Nozawana, kenaf, okra, beet for feed, Examples include tobacco, amaranth, sunflower, sorghum or crotalaria. As the plant, it is also possible to use a recombinant plant in which a gene that promotes absorption and accumulation of heavy metals has been introduced into a selected plant species containing these. Examples of the gene include metallothionein synthesis genes such as MT-1, CUP1, and PsMTA (Kr Mmer, U. and Chardonnens, AN, Appl.
Microbiol. Biotechnol. 2001, vol.55, p661-672, Kar
enlampi, S., Schat H., Vangronsveld J., Verkleij
JAC, van der Lelie D., Mergeay M., and Tervahau
ta AI, Environmental Pollution. 2000, vol.107, p
225-231, Hasegawa, I. Farming Japan 2002, vol.36,
p10-15), phytokeratin synthase genes such as carboxypeptidase, and enzyme genes involved in glutathione synthesis system. The plant species and genes used in the present invention are not limited to the species described here.

【0037】対象となる土壌に植物を生育させるために
は、適当な時期に直接播種し生育させながら土壌を浄化
する方法、苗床による苗、育苗箱による苗、セル苗、ポ
ット苗、プラグ苗、ペーパーポット苗あるいは栄養繁殖
した植物体等の別途生育させた植物を対象となる土壌に
移植し栽培することで浄化する方法等が挙げられる。こ
れらは植物種及び汚染媒体の状態に応じて、任意の方法
をとることができる。例えば、植物の種子を直接播種す
る場合は、浄化対象面積10アール当たり100粒から
50000粒の種子を播くことが適当である。植物を栽
培する土壌のpHは3から10の範囲が適当あるが、土壌条
件によりpHの値が重金属の吸収性に大きく関与するので
栽培条件によりpHを調整することも必要である。また必
要に応じ生分解性キレート剤、土壌酸性化剤、塩類等の
重金属吸収促進剤、あるいは栄養成分、肥料等を施用す
ることもできる。
In order to grow a plant on a target soil, a method of directly purifying the soil while sowing and growing it at a suitable time, a seedling by a nursery, a seedling by a nursery box, a cell seedling, a pot seedling, a plug seedling, Examples include a method in which a separately grown plant such as a paper pot seedling or a vegetatively propagated plant is transplanted to a target soil and cultivated to purify it. These can take any method depending on the plant species and the state of the polluting medium. For example, when sowing plant seeds directly, it is suitable to sow 100 to 50,000 seeds per 10 ares to be purified. The pH of the soil in which the plant is cultivated is appropriately in the range of 3 to 10. However, depending on the soil condition, the pH value greatly affects the absorbability of heavy metals, so it is also necessary to adjust the pH according to the cultivation conditions. If necessary, a biodegradable chelating agent, a soil acidifying agent, a heavy metal absorption promoter such as salts, or a nutritional ingredient, a fertilizer or the like can be applied.

【0038】植物の収穫は、茎および葉を含む植物体地
上部、並びに根を含む植物体地下部の両方を対象にする
ことができる。植物体の収穫方法としては、地上部のみ
を刈り取る方法、1回刈り取った後残った植物体から再
び生えてくる地上部を更に1回ないし複数回刈り取る方
法、植物体地上部および地下部をそれぞれ別々に収穫す
る方法、植物体地上部と地下部を同時に収穫する方法な
どが挙げられる。植物の収穫時期については、栽培する
植物種により、重金属吸収量、生産量、形態等が最適な
時期に行うことにより、効率的な浄化を行える。
[0038] Plant harvesting can be directed to both above-ground plant parts, including stems and leaves, and below-ground plant parts, including roots. As a method of harvesting a plant body, a method of mowing only the above-ground part, a method of mowing the above-ground part that re-grows from the remaining plant body once or several times, a plant above-ground part and an underground part respectively Examples include a method of separately harvesting and a method of simultaneously harvesting the above-ground part and the underground part of the plant. Regarding the harvesting time of plants, efficient purification can be performed by carrying out at a time when the heavy metal absorption amount, production amount, morphology, etc. are optimal depending on the plant species to be cultivated.

【0039】収穫した植物はその後、軽量化及び/又は
減容化し、焼却処理その他の適当な方法により処理する
ことができる。軽量化及び/又は減容化処理としては、
除草剤処理、現場乾燥処理、堆肥化処理、圧搾処理、微
生物処理、分解処理、粉砕処理等、及びそれら2つ以上
の組み合わせにより実施する。このうち除草剤処理は植
物の収穫後のみならず、収穫前に実施することもでき、
この場合植物を枯草状態で軽量化して収穫することがで
きる。
The harvested plants can then be lightened and / or reduced in volume and treated by incineration or other suitable method. As weight reduction and / or volume reduction processing,
It is carried out by herbicide treatment, on-site drying treatment, composting treatment, squeezing treatment, microbial treatment, decomposition treatment, pulverization treatment, etc., and a combination of two or more thereof. Of these, the herbicide treatment can be carried out not only after harvesting the plants but also before harvesting,
In this case, the plants can be harvested in a dry state in a lightweight state.

【0040】現場乾燥処理は、枯死した植物を立毛の状
態で適当な期間放置することにより自然乾燥して軽量化
し、しかる後収穫する方法である。圧搾処理は、収穫し
た植物を圧搾機により圧搾し、搾汁及び残渣に分離する
方法である。堆肥化処理は、収穫した植物をそのまま又
は粉砕後、露天又は適当な施設内に堆積し、自然放置し
て堆肥とする方法である。放置する際は必要に応じて土
壌、発酵促進剤等を添加混合することができる。堆肥化
の期間は条件により異なるが、浄化目標年限より短いこ
とが望ましい。微生物処理は、上記堆肥化処理と同様に
堆積させ、微生物の力で分解する方法である。分解処理
は、堆積植物の分解作用に着目したもので、堆肥化処
理、微生物処理、腐敗等とは実体は同様である。
The on-site drying treatment is a method in which dead plants are left standing in a napped state for an appropriate period to naturally dry and reduce the weight, and then harvested. The squeezing treatment is a method of squeezing the harvested plant with a squeezing machine to separate juice and residue. The composting treatment is a method in which the harvested plants are directly or after being crushed, and then deposited in the open air or in an appropriate facility and left to stand naturally to form compost. When left to stand, soil, a fermentation accelerator, etc. can be added and mixed as needed. Although the period of composting varies depending on the conditions, it is desirable that it is shorter than the purification target period. The microbial treatment is a method of depositing and decomposing by the force of microorganisms, like the above-mentioned composting treatment. The decomposition treatment focuses on the decomposition action of sedimentary plants, and is substantially the same as the composting treatment, microbial treatment, putrefaction and the like.

【0041】以下、実施例により本発明を説明するが、
本発明はこの範囲に限定される物ではない。
The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited to this range.

【0042】[0042]

【実施例】実施例1:チオバチルス フェロオキシダン
ス(Thiobacillus ferrooxidans)E-15株由来のmer
C遺伝子を含むプラスミドpTM314(J. Bacteriol. 171
(1989) 3458-3464)を鋳型とし、配列番号3に示す配列
(5'-GCGAATTCAT GTCAGCCATA ACCCGCATCA TC-3')を有
する5’側プライマー、及び配列番号4に示す配列(5'
-GCGTCGACTC AGCTACGCGG GGCGGGCGTT TC-3')を有する
3’側プライマーを作成し、ExTaq DNA polymerase(宝
社製)を用いPCR(96℃ 2min - ( 94℃ 30sec-64℃
30sec-72℃ 30sec )30サイクル - 72℃ 5min) を行
い、配列番号2に記載の塩基配列を有する451 bpの断片
を増幅した。
Examples Example 1: Mer derived from Thiobacillus ferrooxidans strain E-15
Plasmid pTM314 (J. Bacteriol. 171) containing the C gene
(1989) 3458-3464) as a template, the 5'-side primer having the sequence shown in SEQ ID NO: 3 (5'-GCGAATTCAT GTCAGCCATA ACCCGCATCA TC-3 '), and the sequence shown in SEQ ID NO: 4 (5'
-GCGTCGACTC AGCTACGCGG GGCGGGCGTT TC-3 ') was prepared and PCR was performed using ExTaq DNA polymerase (manufactured by Takarasha) (96 ° C 2min-(94 ° C 30sec-64 ° C).
30 sec-72 ° C. 30 sec) 30 cycles -72 ° C. 5 min) was performed to amplify a 451 bp fragment having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.

【0043】GENECLEAN II(BIO101社製)により回収し
た上記merC断片をpGEM T-EasyVector (Promega社
製)に連結し、大腸菌DH5α(東洋紡社製)を形質転換し
た。得られた白コロニーをコロニーPCRで解析し、目的
の断片長を含むコロニーからアルカリ-SDS法でプラスミ
ドを調製し、塩基配列をシーケンサーにより確認した。
配列にミスがないことを確認後、pGEM T-Easy Vector(P
romega社製)からmerC遺伝子部分をEco RI及びSal Iで切
り出した後、GENECLEAN II(BIO101社製)で回収し、こ
のmerC遺伝子を含むDNA断片をmerC / E,Sと名付
けた。
The merC fragment recovered by GENECLEAN II (manufactured by BIO101) was ligated to pGEM T-EasyVector (manufactured by Promega), and Escherichia coli DH5α (manufactured by Toyobo) was transformed. The obtained white colonies were analyzed by colony PCR, a plasmid was prepared from the colonies containing the target fragment length by the alkali-SDS method, and the nucleotide sequence was confirmed by a sequencer.
After confirming that the sequence is correct, pGEM T-Easy Vector (P
The merC gene portion was excised with Eco RI and Sal I from Romega) and recovered with GENECLEAN II (BIO101), and the DNA fragment containing this merC gene was named merC / E, S.

【0044】ガラクトース誘導性のgal1プロモーターを
有し、トリプトファン合成遺伝子をマーカーとして持つ
酵母プラスミドpYPR3831X(Gene 84 (1989) 47-54)を
EcoRI及びSal Iで切り出しておき、これに上記のmerC /
E,Sを連結しpYPR3831X-merCを作成した(図1)。該プラ
スミド中、merC遺伝子はガラクトース誘導性のgal1
プロモーターの支配下に置かれた。
Yeast plasmid pYPR3831X (Gene 84 (1989) 47-54) having a galactose-inducible gal1 promoter and a tryptophan synthesis gene as a marker was prepared by
Cut it out with EcoRI and Sal I and add it to the above merC /
E and S were ligated to create pYPR3831X-merC (Fig. 1). In the plasmid, the merC gene was galactose-inducible gal1.
Placed under the control of a promoter.

【0045】上記で得られたpYPR3831X-merCを、トリプ
トファン合成能を欠くサッカロミセス セレビシェ変異
株(EH13-15)へYPD液体培地 (2% bacto peptone, 1% y
eastextract, and 2% glucose)中で形質転換し、その後
常法に従い、YNBD寒天プレート(0.67% yeast nitrogen
base without amino acid, and 2% glucose)に塗布し
30℃で88時間培養した。
The pYPR3831X-merC obtained above was transformed into a Saccharomyces cerevisiae mutant strain (EH13-15) lacking the ability to synthesize tryptophan in YPD liquid medium (2% bacto peptone, 1% y).
eastextract, and 2% glucose) and then YNBD agar plate (0.67% yeast nitrogen) according to the standard method.
It was applied to base without amino acid, and 2% glucose) and cultured at 30 ° C. for 88 hours.

【0046】ここで、増殖した酵母のプラスミド導入の
確認は、常法に従い、プラスミドを回収した後に電気泳
動することにより行うことができる。上記の方法によ
り、pYPR3831X-merCの導入された酵母をYNBD 液体培地
5mLに加え、30℃で16時間振とう培養した。培
養物を半分に分け、それぞれを30℃に暖めておいたYN
B液体培地( 0.67% yeast nitrogen base without amino
acid )で二回洗浄後、一方を2.5mLのYNBD培地
に、他方を2.5mLのYNBG培地( 0.67% yeast nitrog
en base withoutamino acid, and 2% galactose)にそれ
ぞれ懸濁し、その後、30℃で4時間振とう培養した。
Here, the introduction of the plasmid into the grown yeast can be confirmed by a conventional method by collecting the plasmid and then performing electrophoresis. According to the method described above, the yeast into which pYPR3831X-merC had been introduced was added to 5 mL of YNBD liquid medium, and shake-cultured at 30 ° C. for 16 hours. The culture was divided in half and each was warmed to 30 ° C YN
B liquid medium (0.67% yeast nitrogen base without amino
acid) and washed twice, one in 2.5 mL YNBD medium and the other in 2.5 mL YNBG medium (0.67% yeast nitrog
en base without amino acid, and 2% galactose), and then shake culture was performed at 30 ° C. for 4 hours.

【0047】3mLのYNBD Top Agarose ( 0.67% yeast
nitrogen base without amino acid, 2% glucose and
0.7% agarose)を45℃に溶かしておき、YNBD培地で培
養した上記菌体を、100μL加えよく混和した後、YNBDの
下層寒天培地 (1.5% Agar)上にまいた。また、YNBG培地
で培養した上記菌体については、3mLのYNBG Top Aga
rose (0.67% yeast nitrogen base without amino aci
d, 2% galactose and 0.7% agarose) を45℃に溶かして
おき、それにYNBG培地で培養した上記菌体を、100μL加
えよく混和した後、YNBGの下層寒天培地 (1.5% Agar)
上にまいた。
3 mL YNBD Top Agarose (0.67% yeast
nitrogen base without amino acid, 2% glucose and
0.7% agarose) was melted at 45 ° C., 100 μL of the above cells cultured in YNBD medium were added and mixed well, and then spread on YNBD lower layer agar medium (1.5% Agar). In addition, regarding the above-mentioned bacterial cells cultured in YNBG medium, 3 mL of YNBG Top Aga
rose (0.67% yeast nitrogen base without amino aci
d, 2% galactose and 0.7% agarose) was melted at 45 ° C, and the above-mentioned cells cultured in YNBG medium were mixed well with 100 μL, and then YNBG lower agar medium (1.5% Agar)
Sprinkled on.

【0048】さらに、コントロールとして、プラスミド
pYPR3831Xを上記と同様の方法により、サッカロミセス
セレビシェ EH13-15に形質転換したものについても上
記と同様の方法で培養し、計4種の微生物含有培地を作
成した。これら4種の上層寒天が固化した後、それぞれ
について重金属取り込み活性を確認した。すなわち、重
金属含有化合物を抗生物質検定用ディスク(直径6mm)
にのせプレート上に置き、30℃で36時間培養した
後、阻止円の直径を測定し、比較した。
Further, as a control, plasmid
The pYPR3831X transformed into Saccharomyces cerevisiae EH13-15 in the same manner as above was also cultured in the same manner as above to prepare a total of four types of microorganism-containing medium. After these four types of upper agar solidified, heavy metal uptake activity was confirmed for each. That is, a compound for heavy metal-containing compounds is used for antibiotics testing (diameter 6 mm)
After placing on a garlic plate and culturing at 30 ° C. for 36 hours, the diameter of the inhibition circle was measured and compared.

【0049】上記測定を CdCl2、CuCl2、ZnCl2及びCoC
l2の4種の化合物について、それぞれ重金属含有化合物
の濃度を変化させて行った結果を図2に示す。この図よ
り、merC遺伝子が導入され、ガラクトースによりそ
の機能が発現されている酵母は、それ以外の3種の酵母
に比較し、阻止円の直径が大きく、上記重金属に対して
高い感受性を示しており、これにより重金属取り込み能
力が上昇していることがわかる。
The above measurement was carried out by using CdCl 2 , CuCl 2 , ZnCl 2 and CoC.
FIG. 2 shows the results obtained by changing the concentration of the heavy metal-containing compound for each of the four compounds of l 2 . From this figure, the yeast in which the merC gene has been introduced and whose function has been expressed by galactose has a larger diameter of the inhibition circle than the other three yeasts and shows high sensitivity to the above heavy metals. It can be seen that this increases the heavy metal uptake capacity.

【0050】尚、上記4種の酵母について全RNAを抽出
し、フォルムアルデヒド変性寒天ゲルでRNAをサイズ分
画後、Hybond-N(Amersham社製)へキャピラリー法を用
いて転写し、このフィルターを32P標識しmerC断片
をプローブに用いてハイブリダイズし、常法により洗浄
後、オートラジオグラフを得ることにより、merC遺
伝子の発現解析を行ったところ、pYPR3831X-merCベクタ
ーを持つ酵母菌体をガラクトースで誘導したときのみm
erC遺伝子転写産物を検出できた。ほぼ等しい量の全
RNAが解析に用いられたことは、ゲルをエチジュウムブ
ロマイドで染色する事により確認した。
Total RNA was extracted from the above four yeasts, size-fractionated with formaldehyde-denatured agar gel, and transferred to Hybond-N (manufactured by Amersham) using the capillary method. The 32P-labeled merC fragment was used as a probe for hybridization, washed by a conventional method, and an autoradiograph was obtained to analyze the expression of the merC gene. As a result, yeast cells containing the pYPR3831X-merC vector were found to be galactose. M only when guided by
The erC gene transcript could be detected. Almost equal amount of all
The fact that RNA was used for analysis was confirmed by staining the gel with ethidium bromide.

【0051】実施例2:pKK223-3 (ファルマシア社製)
のtacプロモーターの下流にmerCを連結させたプラ
スミドpTMC527(Biosci. Biotech. Biochem. 60 (1996)
1289-12921)を大腸菌JM109(東洋紡社製)へ形質転換
した。この菌体を50μg/mlのアンピシリンを含む0.3
%グルコース含有LB培地で37℃一晩振とう培養した。前
もって37℃に暖めた LB 液体培地で菌体を洗浄後、37℃
に暖めた3mlのLB液体培地に再けん濁した。0.5% LB To
p Agar(3mL)を48℃であらかじめ溶解させておき、こ
れに上の37℃に暖めたLB液体培地に再けん濁した菌体10
0μLと1mM IPTG(30μL)を加え混合し、LBプレートに
まいた。
Example 2: pKK223-3 (Pharmacia)
Plasmid pTMC527 (Biosci. Biotech. Biochem. 60 (1996) in which merC was ligated to the downstream of the tac promoter of
1289-12921) was transformed into E. coli JM109 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.). 0.3% of the cells containing 50 μg / ml of ampicillin
It was shake-cultured overnight at 37 ° C. in an LB medium containing% glucose. After washing the cells with LB liquid medium preheated to 37 ℃,
It was resuspended in 3 ml of LB liquid medium warmed to room temperature. 0.5% LB To
p Agar (3 mL) was pre-dissolved at 48 ℃ and resuspended in the above LB liquid medium warmed to 37 ℃ 10
0 μL and 1 mM IPTG (30 μL) were added and mixed, and spread on an LB plate.

【0052】コントロールとして、IPTGを加えない
プレート及びpKK223-3を大腸菌JM109(東洋紡社製)へ
形質転換し、上記と同様の操作により作成したプレート
を用いた。上記の3種のプレートについて、実施例1と
同様の操作により、大腸菌への重金属取り込み活性を確
認した。結果を図3に示す。この結果より、大腸菌につ
いても酵母と同様、merC遺伝子が発現したものはCd
Cl2、CuCl2、ZnCl2及びCoCl2に高感受性を示した。
As a control, a plate prepared by the same procedure as above was used by transforming E. coli JM109 (manufactured by Toyobo Co.) with pTG223-free plate and pKK223-3. The same operation as in Example 1 was performed on the above three types of plates to confirm the heavy metal uptake activity into E. coli. The results are shown in Fig. 3. From these results, it was found that in E. coli, the merC gene was expressed in Cd as in yeast.
It was highly sensitive to Cl 2 , CuCl 2 , ZnCl 2 and CoCl 2 .

【0053】実施例3:シロイヌナズナ(Arabidopsis
thaliana)へのmerC遺伝子の導入は以下の方法で行
った。merC遺伝子のORF(配列番号2)を開始コ
ドン側に制限酵素サイトBamHI終止コドン側に制限酵素
サイトSacIを付加するように設計された配列番号5(GC
GGATCCAT GTCAGCCATA ACCCGCATCA TC)で示される配列
を有するDNAプライマーおよび配列番号6(GCGAGCTC
TC AGCTACGCGG GGCGGGCGTT TC)で示される配列を有す
るDNAプライマーを用いてPCR反応を行った。得ら
れたPCR産物のシーケンスを確認後、制限酵素BamH
I、SacIで処理し、BamHI、SacI処理された発現ベクター
pBI121(クロンテック社製)のカリフラワーモザイクウ
イルス由来35Sプロモーターの下流に組み込みpBImerCを
作製した。pBImerCをアグロバクテリウムEHA105(Hood
EE et al. J Bacteriol. (1986) 158, 383-385)にエレ
クトロポレーション法を用いて形質転換した。得られた
形質転換アグロバクテリウムを用いて浸潤法(infiltrat
ion法)(Clough SJ, Bent AF. Plant J. (1998) 16:735
-743)により、シロイヌナズナ(コロンビア)にmer
C遺伝子を導入した。遺伝子の導入は、50mMのカナマ
イシンを含むMS培地に播種し選抜後、葉からDNAを
抽出しこれを鋳型として、配列番号5に示す配列を有す
る合成DNA、および、配列番号6に示す配列を有する
合成DNAをプライマーとして用いてPCR法によって
確認した。
Example 3: Arabidopsis
The merC gene was introduced into thaliana) by the following method. SEQ ID NO: 5 (GC designed to add restriction enzyme site BamHI to the start codon side of ORF (SEQ ID NO: 2) of the merC gene and SacI to the stop codon side (GC
GGATCCAT GTCAGCCATA ACCCGCATCA TC) and a DNA primer having the sequence shown in SEQ ID NO: 6 (GCGAGCTC
PCR was performed using a DNA primer having a sequence represented by TC AGCTACGCGG GGCGGGCGTT TC). After confirming the sequence of the obtained PCR product, the restriction enzyme BamH
I, SacI treated, BamHI, SacI treated expression vector
An integrated pBImerC was prepared downstream of the cauliflower mosaic virus-derived 35S promoter of pBI121 (Clontech). pBImerC to Agrobacterium EHA105 (Hood
EE et al. J Bacteriol. (1986) 158, 383-385) was transformed by the electroporation method. Using the obtained transformed Agrobacterium, the infiltration method (infiltrate
ion method) (Clough SJ, Bent AF. Plant J. (1998) 16: 735
-743) to the Arabidopsis thaliana (Colombia)
The C gene was introduced. The gene is introduced by seeding on an MS medium containing 50 mM kanamycin for selection, extracting DNA from the leaves, and using this as a template, a synthetic DNA having the sequence shown in SEQ ID NO: 5 and a sequence shown in SEQ ID NO: 6 Confirmed by PCR using synthetic DNA as a primer.

【0054】作出した形質転換アラビドプシスのカドミ
ウムに対する感受性を以下の方法により測定した。875
μMのカドミウムを含む1/2MS(ムラシゲ・スクーグ)液
体培地(10ml)にカナマイシンで選抜した発芽後3
0日目のロゼット葉1枚を浮かべ4日間、野生型と形質
転換体について葉の状態の変化を目視で調べた。その結
果、2日目に形質転換体で白化がおこり、野生型では4
日目に白化が確認された。このことから、merC遺伝
子を挿入した形質転換アラビドプシスは野生型と比較し
カドミウムに対する感受性が増加していることが示唆さ
れた。
The susceptibility of the transformed Arabidopsis thus produced to cadmium was measured by the following method. 875
Post-germination 3 selected with kanamycin in 1/2 MS (Murashige-Skoog) liquid medium (10 ml) containing μM cadmium
On day 0, one rosette leaf was floated for 4 days, and the change in the leaf condition of the wild type and the transformant was visually examined. As a result, on the second day, whitening occurred in the transformants and 4 in the wild type.
Bleaching was confirmed on the day. From this, it was suggested that the transformed Arabidopsis having the merC gene inserted therein had increased susceptibility to cadmium as compared with the wild type.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の方法によれば、大腸菌、酵母、
植物等の宿主にカドミウム、コバルト、銅、亜鉛といっ
たような重金属を幅広く細胞内に取り込ませることがで
きる。
According to the method of the present invention, E. coli, yeast,
A wide range of heavy metals such as cadmium, cobalt, copper and zinc can be taken up into cells by a host such as a plant.

【0056】[0056]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Mitsubishi Chemical Corporation <120> A method to increase heavy metal accumulation in plants and the ot her organisms <130> J10041 <160> 4 <210> 1 <211> 144 <212> PRT <213> Thiobacillus ferrooxidans E-15 <300> <303> Gene <304> 84 <306> 47-54 <307> 1989 <400> 1 Met Ser Ala Ile Thr Arg Ile Ile Asp Lys Ile Gly Ile Val Gly Thr 1 5 10 15 Ile Val Gly Ser Phe Ser Cys Ala Met Cys Phe Pro Ala Ala Ala Ser 20 25 30 Leu Gly Ala Ala Ile Gly Leu Gly Phe Leu Ser Gln Trp Glu Gly Leu 35 40 45 Phe Val Gln Trp Leu Ile Pro Ile Phe Ala Ser Val Ala Leu Leu Ala 50 55 60 Thr Leu Ala Gly Trp Phe Ser His Arg Gln Trp Gln Arg Thr Leu Leu 65 70 75 80 Gly Ser Ile Gly Pro Val Leu Ala Leu Val Gly Val Phe Gly Leu Thr 85 90 95 His His Phe Leu Asp Lys Asp Leu Ala Arg Val Ile Phe Tyr Thr Gly 100 105 110 Leu Val Val Met Phe Leu Val Ser Ile Trp Asp Met Val Asn Pro Ala 115 120 125 Asn Arg Arg Cys Ala Thr Asp Gly Cys Glu Thr Pro Ala Pro Arg Ser 130 135 140[Sequence list] SEQUENCE LISTING <110> Mitsubishi Chemical Corporation <120> A method to increase heavy metal accumulation in plants and the ot her organisms <130> J10041 <160> 4 <210> 1 <211> 144 <212> PRT <213> Thiobacillus ferrooxidans E-15 <300> <303> Gene <304> 84 <306> 47-54 <307> 1989 <400> 1 Met Ser Ala Ile Thr Arg Ile Ile Asp Lys Ile Gly Ile Val Gly Thr   1 5 10 15 Ile Val Gly Ser Phe Ser Cys Ala Met Cys Phe Pro Ala Ala Ala Ser              20 25 30 Leu Gly Ala Ala Ile Gly Leu Gly Phe Leu Ser Gln Trp Glu Gly Leu          35 40 45 Phe Val Gln Trp Leu Ile Pro Ile Phe Ala Ser Val Ala Leu Leu Ala      50 55 60 Thr Leu Ala Gly Trp Phe Ser His Arg Gln Trp Gln Arg Thr Leu Leu  65 70 75 80 Gly Ser Ile Gly Pro Val Leu Ala Leu Val Gly Val Phe Gly Leu Thr                  85 90 95 His His Phe Leu Asp Lys Asp Leu Ala Arg Val Ile Phe Tyr Thr Gly             100 105 110 Leu Val Val Met Phe Leu Val Ser Ile Trp Asp Met Val Asn Pro Ala         115 120 125 Asn Arg Arg Cys Ala Thr Asp Gly Cys Glu Thr Pro Ala Pro Arg Ser     130 135 140

【0057】 <210> 2 <211> 435 <212> DNA <213> Thiobacillus ferrooxidans E-15 <300> <303> Gene <304> 84 <306> 47-54 <307> 1989 <400> 2 atg tca gcc ata acc cgc atc atc gac aaa att ggc ata gtc ggt acc 48 Met Ser Ala Ile Thr Arg Ile Ile Asp Lys Ile Gly Ile Val Gly Thr 5 10 15 atc gtc ggt agt ttc agt tgc gcc atg tgt ttc ccc gca gca gcg agc 96 Ile Val Gly Ser Phe Ser Cys Ala Met Cys Phe Pro Ala Ala Ala Ser 20 25 30 ctc ggc gct gca atc gga ttg ggc ttt ctc agc cag tgg gaa ggc ctg 144 Leu Gly Ala Ala Ile Gly Leu Gly Phe Leu Ser Gln Trp Glu Gly Leu 35 40 45 ttc gtg cag tgg ctg att ccg att ttc gcc agc gtg gca tta ttg gcg 192 Phe Val Gln Trp Leu Ile Pro Ile Phe Ala Ser Val Ala Leu Leu Ala 50 55 60 acc ttg gcg ggc tgg ttc tcg cac cgc caa tgg caa cgc acg ctg ctg 240 Thr Leu Ala Gly Trp Phe Ser His Arg Gln Trp Gln Arg Thr Leu Leu 65 70 75 80 ggc tcg atc ggt ccg gtg cta gcg ctt gtc ggg gtg ttt ggg tta acg 288 Gly Ser Ile Gly Pro Val Leu Ala Leu Val Gly Val Phe Gly Leu Thr 85 90 95 cat cac ttt ctg gac aag gac ctg gcg cgc gta att ttt tat acc gga 336 His His Phe Leu Asp Lys Asp Leu Ala Arg Val Ile Phe Tyr Thr Gly 100 105 110 ttg gtg gtg atg ttc ctt gtc tcc atc tgg gac atg gtc aat ccg gcg 384 Leu Val Val Met Phe Leu Val Ser Ile Trp Asp Met Val Asn Pro Ala 115 120 125 aac cgc cgc tgc gcg acc gac ggc tgc gaa acg ccc gcc ccg cgt agc 432 Asn Arg Arg Cys Ala Thr Asp Gly Cys Glu Thr Pro Ala Pro Arg Ser 130 135 140 tga 435 stop 145[0057] <210> 2 <211> 435 <212> DNA <213> Thiobacillus ferrooxidans E-15 <300> <303> Gene <304> 84 <306> 47-54 <307> 1989 <400> 2 atg tca gcc ata acc cgc atc atc gac aaa att ggc ata gtc ggt acc 48 Met Ser Ala Ile Thr Arg Ile Ile Asp Lys Ile Gly Ile Val Gly Thr                   5 10 15 atc gtc ggt agt ttc agt tgc gcc atg tgt ttc ccc gca gca gcg agc 96 Ile Val Gly Ser Phe Ser Cys Ala Met Cys Phe Pro Ala Ala Ala Ser              20 25 30 ctc ggc gct gca atc gga ttg ggc ttt ctc agc cag tgg gaa ggc ctg 144 Leu Gly Ala Ala Ile Gly Leu Gly Phe Leu Ser Gln Trp Glu Gly Leu          35 40 45 ttc gtg cag tgg ctg att ccg att ttc gcc agc gtg gca tta ttg gcg 192 Phe Val Gln Trp Leu Ile Pro Ile Phe Ala Ser Val Ala Leu Leu Ala      50 55 60 acc ttg gcg ggc tgg ttc tcg cac cgc caa tgg caa cgc acg ctg ctg 240 Thr Leu Ala Gly Trp Phe Ser His Arg Gln Trp Gln Arg Thr Leu Leu  65 70 75 80 ggc tcg atc ggt ccg gtg cta gcg ctt gtc ggg gtg ttt ggg tta acg 288 Gly Ser Ile Gly Pro Val Leu Ala Leu Val Gly Val Phe Gly Leu Thr                  85 90 95 cat cac ttt ctg gac aag gac ctg gcg cgc gta att ttt tat acc gga 336 His His Phe Leu Asp Lys Asp Leu Ala Arg Val Ile Phe Tyr Thr Gly             100 105 110 ttg gtg gtg atg ttc ctt gtc tcc atc tgg gac atg gtc aat ccg gcg 384 Leu Val Val Met Phe Leu Val Ser Ile Trp Asp Met Val Asn Pro Ala         115 120 125 aac cgc cgc tgc gcg acc gac ggc tgc gaa acg ccc gcc ccg cgt agc 432 Asn Arg Arg Cys Ala Thr Asp Gly Cys Glu Thr Pro Ala Pro Arg Ser     130 135 140 tga 435 stop 145

【0058】 <210> 3 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 3 GCGAATTCAT GTCAGCCATA ACCCGCATCA TC 32[0058] <210> 3 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 3 GCGAATTCAT GTCAGCCATA ACCCGCATCA TC 32

【0059】 <210> 4 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 4 GCGTCGACTC AGCTACGCGG GGCGGGCGTT TC 32[0059] <210> 4 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 4 GCGTCGACTC AGCTACGCGG GGCGGGCGTT TC 32

【0060】 <210> 5 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 5 GCGGATCCAT GTCAGCCATA ACCCGCATCA TC 32[0060] <210> 5 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 5 GCGGATCCAT GTCAGCCATA ACCCGCATCA TC 32

【0061】 <210> 6 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 6 GCGAGCTCTC AGCTACGCGG GGCGGGCGTT TC 32[0061] <210> 6 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 6 GCGAGCTCTC AGCTACGCGG GGCGGGCGTT TC 32

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1はプラスミドpYPR3831X-merCの構成を示す
模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the constitution of plasmid pYPR3831X-merC.

【図2】図2はプラスミドpYPR3831X-merCによる形質転
換酵母及びそのコントロールにおける重金属濃度と阻止
円の直径との相関を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the correlation between the heavy metal concentration and the diameter of the inhibition circle in the yeast transformed with the plasmid pYPR3831X-merC and its control.

【図3】図3はプラスミドpTMC527による形質転換大腸
菌及びそのコントロールにおける重金属濃度と阻止円の
直径との相関を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the correlation between heavy metal concentration and diameter of inhibition circle in Escherichia coli transformed with plasmid pTMC527 and its control.

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 merC遺伝子、merF遺伝子および
merT遺伝子よりなる群から選ばれるいずれかの遺伝
子が導入された組換え細胞を用い、カドミウム、コバル
ト、銅、亜鉛及び/又は砒素を該細胞に取り込ませるこ
とを特徴とする重金属の吸収方法。
1. A recombinant cell into which any gene selected from the group consisting of the merC gene, the merF gene and the merT gene has been introduced, and cadmium, cobalt, copper, zinc and / or arsenic is introduced into the cell. A method for absorbing heavy metals, which is characterized in that
【請求項2】 下記(a)、(b)、(c)および
(d)よりなる群から選ばれるいずれかの遺伝子が導入
された組換え細胞を用い、カドミウム、コバルト、銅、
亜鉛及び/又は砒素を該細胞に取り込ませることを特徴
とする重金属の吸収方法。 (a)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパ
ク質をコードする遺伝子 (b)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパ
ク質において1から複数個の置換、欠失及び/又は挿入
を有し水銀イオンを細胞内に移送することのできるタン
パク質をコードする遺伝子 (c)配列番号2に記載の塩基配列を有する遺伝子 (d)上記いずれかの遺伝子とストリンジェントな条件
でハイブリダイズし、水銀イオン細胞内移送に関与する
遺伝子
2. A recombinant cell into which any gene selected from the group consisting of the following (a), (b), (c) and (d) is introduced, and cadmium, cobalt, copper,
A method for absorbing heavy metals, which comprises incorporating zinc and / or arsenic into the cells. (A) a gene encoding a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 (b) mercury having one to a plurality of substitutions, deletions and / or insertions in the protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 Gene encoding a protein capable of transferring ions into cells (c) Gene having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 (d) Hybridizing with any of the above genes under stringent conditions, and mercury ion cells Genes involved in internal transfer
【請求項3】 merC遺伝子、merF遺伝子および
merT遺伝子よりなる群から選ばれるいずれかの遺伝
子が導入された組換え酵母。
3. A recombinant yeast into which any gene selected from the group consisting of merC gene, merF gene and merT gene has been introduced.
【請求項4】 merC遺伝子、merF遺伝子および
merT遺伝子よりなる群から選ばれるいずれかの遺伝
子が導入された組換え植物。
4. A recombinant plant into which any gene selected from the group consisting of merC gene, merF gene and merT gene has been introduced.
【請求項5】 土壌中の重金属を植物に吸収させて、該
植物体内に蓄積させることにより、重金属に汚染された
土壌を浄化する方法において、該植物が、少なくともm
erC遺伝子、merF遺伝子およびmerT遺伝子よ
りなる群から選ばれるいずれかの遺伝子が導入された組
換え植物であることを特徴とする土壌の浄化方法。
5. A method for purifying soil contaminated with heavy metals by allowing plants to absorb heavy metals in the soil and accumulate the heavy metals in the plants, wherein the plants are at least m.
A method for remediating soil, which is a recombinant plant into which any gene selected from the group consisting of erC gene, merF gene and merT gene has been introduced.
【請求項6】 土壌中の重金属を植物に吸収させて、該
植物体内に蓄積させることにより、重金属に汚染された
土壌を浄化する方法において、該植物が、少なくとも下
記(a)、(b)、(c)および(d)よりなる群から
選ばれるいずれかの遺伝子が導入された組換え植物であ
ることを特徴とする土壌の浄化方法。 (a)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパ
ク質をコードする遺伝子 (b)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパ
ク質において1から複数個の置換、欠失及び/又は挿入
を有し水銀イオンを細胞内に移送することのできるタン
パク質をコードする遺伝子 (c)配列番号2に記載の塩基配列を有する遺伝子 (d)上記いずれかの遺伝子とストリンジェントな条件
でハイブリダイズし、水銀イオン細胞内移送に関与する
遺伝子
6. A method for purifying soil contaminated with heavy metals by allowing plants to absorb heavy metals in the soil and accumulating in the plants, wherein the plants contain at least the following (a) and (b): A method for remediating soil, which is a recombinant plant into which any gene selected from the group consisting of (c) and (d) is introduced. (A) a gene encoding a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 (b) mercury having one to a plurality of substitutions, deletions and / or insertions in the protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 Gene encoding a protein capable of transferring ions into cells (c) Gene having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 (d) Hybridizing with any of the above genes under stringent conditions, and mercury ion cells Genes involved in internal transfer
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