JP2005211004A - Nucleic acid fragment for detecting chlorinated ethane-decomposing bacterium, detection method and method for decomposing chlorinated ethane - Google Patents

Nucleic acid fragment for detecting chlorinated ethane-decomposing bacterium, detection method and method for decomposing chlorinated ethane Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new and useful nucleic acid fragment capable of being utilized for detection of chlorinated ethane-decomposing bacterium and preferentially hybridized with 16SrRNA or rDNA of chlorinated ethane-decomposing bacterium and a labeled probe for detection of chlorinated ethane-decomposing bacterium composed of the nucleic acid fragment and to provide a chlorinated ethane-decomposing bacterium-detecting method, a chlorinated ethane-decomposing bacterium-monitoring method and a chlorinated ethane-decomposing method by each using the nucleic acid fragment or labeled probe. <P>SOLUTION: A nucleic acid fragment for detection of the chlorinated ethane-decomposing bacterium, composed of 18-23 nucleotides preferentially hybridized with 16SrRNA or rDNA of the chlorinated ethane-decomposing bacterium and having a specific base sequence, a base sequence having ≥90% homology with the specific base sequence or a base sequence which is complementary to the specific base sequence and the labeled probe and provides the chlorinated ethane-decomposing bacterium-detecting method, the chlorinated ethane-monitoring method and a chlorinated ethane-decomposing method by each using the nucleic acid fragment or the labeled probe. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする核酸断片、この核酸断片からなる塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブ、これらの核酸断片または標識プローブを用いた塩素化エタン分解細菌の検出方法およびモニタリング方法、ならびに塩素化エタンの分解方法に関する。   The present invention relates to a nucleic acid fragment preferentially hybridizing to 16S rRNA or rDNA of chlorinated ethane-degrading bacteria, a labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria comprising this nucleic acid fragment, and chlorination using these nucleic acid fragments or labeled probes. The present invention relates to a method for detecting and monitoring ethane-degrading bacteria, and a method for degrading chlorinated ethane.

塩素化エタンで汚染された土壌または地下水などには、塩素化エタンの分解活性が非常に高い塩素化エタン分解菌が存在することが知られている(非特許文献1)。このような汚染土壌中に存在する塩素化エタン分解細菌を利用することにより、塩素化エタンを脱塩素化して汚染土壌を浄化することが考えられる。これらの細菌が汚染土壌または地下水に存在しない場合には、他の場所で採取される塩素化エタン分解細菌を添加して浄化することが考えられる。しかし、このような塩素化エタン分解細菌が存在するとしても、これを検出または採取するのは困難であり、汚染現場でこのような菌を増殖させて脱塩素化し、良好な処理効果が得られる保証はない。このため、塩素化エタン分解細菌を利用して塩素化エタンで汚染された土壌または地下水などを浄化する場合、有効に脱塩素化が行われるかどうかを予め判定する方法が要望されている。   It is known that chlorinated ethane-degrading bacteria having extremely high chlorinated ethane decomposing activity exist in soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane (Non-patent Document 1). By using chlorinated ethane-degrading bacteria present in such contaminated soil, it is conceivable to dechlorinate chlorinated ethane and purify the contaminated soil. If these bacteria are not present in the contaminated soil or groundwater, it may be possible to purify by adding chlorinated ethane-degrading bacteria collected elsewhere. However, even if such chlorinated ethane-degrading bacteria are present, it is difficult to detect or collect them, and such bacteria can be grown and dechlorinated at the contaminated site to obtain a good treatment effect. There is no guarantee. For this reason, when purifying soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane using chlorinated ethane-decomposing bacteria, a method for determining in advance whether or not dechlorination is effectively performed is desired.

非特許文献1では、塩素化エタンの分解活性が高い塩素化エタン分解菌(Dehalobacter sp str.TCA1)が報告されており、16SrDNAによりその細菌がDehalobacter restrictusの近縁に属するものとして分類されている。しかしこの菌を検出する方法、あるいはそのためのプライマーとして用いる核酸断片などについては示されておらず、菌の入手方法あるいは増殖方法も示されていない。従って上記の塩素化エタン分解菌を利用して塩素化エタンで汚染された土壌または地下水などを浄化できるかどうかは不明である。 Non-Patent Document 1 reports a chlorinated ethane-degrading bacterium ( Dehalobacter sp str.TCA1) having a high chlorinated ethane degrading activity, and the 16S rDNA classifies the bacterium as belonging to the dehalobacter restrictus . . However, it does not show a method for detecting this bacterium, or a nucleic acid fragment used as a primer therefor, nor a method for obtaining or growing the bacterium. Therefore, it is unclear whether soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane can be purified using the above chlorinated ethane-degrading bacteria.

また非特許文献2には、トリクロロエチレンに対する分解活性を有する細菌(Dehalobacter restrictus str.TEA)がトリクロロエチレンを高活性で分解することが示されているが、それが生産するPCE-RDase(トリクロロエチレンの還元分解酵素−Pca−A)のトリクロロエチレンに対する基質分解活性を100としたとき、トリクロロエタンに対する基質分解活性は1.4±0.1であり、トリクロロエタンに対する分解活性が極めて低いことが示されている。このことはトリクロロエチレンに対する分解活性が高い細菌であっても、トリクロロエタンに対する分解活性が高いとはいえず、またDehalobacter restrictusを含めその近縁に属する細菌には、トリクロロエチレンに対する分解活性が高い細菌と、トリクロロエタンに対する分解活性が高い細菌とが存在することを示している。これらの細菌は近縁に属するため分離は困難であり、トリクロロエタンに対する分解活性が高い細菌が存在するかどうかを、簡単な方法により短時間で検出することは困難である。
Science Vol298 1 NOVEMBER 2002,p.1023−1025 Applied and Environ. Microbiology Vol 69 No.8 pp4628-4638
Non-patent document 2 shows that a bacterium having a degrading activity on trichlorethylene ( Dehalobacter restrictus str. TEA) degrades trichlorethylene with high activity. PCE-RDase (reductive degradation of trichlorethylene) produced by it is shown. When the substrate-degrading activity of the enzyme -Pca-A) on trichloroethylene is defined as 100, the substrate-degrading activity on trichloroethane is 1.4 ± 0.1, indicating that the degradation activity on trichloroethane is extremely low. Even this is a high decomposition activity to trichlorethylene bacteria, not be said high decomposition activity against trichloroethane, also in the bacterium belonging to the closely including Dehalobacter restrictus, and high decomposition activity to trichlorethylene bacteria, trichloroethane It is shown that there are bacteria with high degrading activity against. Since these bacteria belong to each other, they are difficult to separate, and it is difficult to detect in a short time by a simple method whether or not there is a bacterium having a high degradation activity against trichloroethane.
Science Vol298 1 NOVEMBER 2002, p. 1023-1025 Applied and Environ. Microbiology Vol 69 No.8 pp4628-4638

本発明の課題は、塩素化エタン分解細菌の検出に利用することができる核酸断片であって、塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする新規かつ有用な核酸断片、この核酸断片からなる塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブ、これらの核酸断片または標識プローブを用いた塩素化エタン分解細菌の検出方法およびモニタリング方法、ならびに塩素化エタンの分解方法を提案することである。   An object of the present invention is a nucleic acid fragment that can be used for detection of chlorinated ethane-degrading bacteria, and a novel and useful nucleic acid fragment that preferentially hybridizes to 16S rRNA or rDNA of chlorinated ethane-degrading bacteria, The present invention proposes a labeled probe for detecting chlorinated ethane-decomposing bacteria comprising fragments, a method for detecting and monitoring chlorinated ethane-degrading bacteria using these nucleic acid fragments or labeled probes, and a method for degrading chlorinated ethane.

本発明は次の塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする核酸断片、この核酸断片からなる塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブ、これらの核酸断片または標識プローブを用いた塩素化エタン分解細菌の検出方法およびモニタリング方法、ならびに塩素化エタンの分解方法である。
(1)塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする18〜23ヌクレオチドからなる核酸断片であって、配列番号1〜17のいずれかの塩基配列、これらの塩基配列と90%以上のホモロジーを有する塩基配列またはこれらの塩基配列と相補的な塩基配列を有する核酸断片。
(2)塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする10〜50ヌクレオチドからなる核酸断片であって、少なくとも10個の連続する塩基配列が、配列番号1〜17のいずれかの塩基配列と同じ塩基配列またはこれらの塩基配列と相補的な塩基配列である核酸断片。
(3)塩素化エタン分解細菌検出用である上記(1)または(2)記載の核酸断片。
(4)上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の核酸断片を標識物質で標識した塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブ。
(5)上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の核酸断片をプライマーとし、試料中の核酸を鋳型としてPCR(polymerase chain reaction)を行い、合成されたDNA断片を検出する塩素化エタン分解細菌の検出方法。
(6)上記(4)記載の塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブと、試料または試料から調製した核酸とを接触させてRNAまたはDNAハイブリダイゼーションを行った後、標識を指標にして検出する塩素化エタン分解細菌の検出方法。
(7)地下水または土壌を試料として上記(5)または(6)記載のエタン分解細菌の検出方法を実施し、塩素化エタン分解細菌が検出された地下水、土壌またはそれらを接種した培養液を、塩素化エタンで汚染された土壌または地下水に導入する塩素化エタン分解方法。
(8)上記(5)または(6)記載のエタン分解細菌の検出方法を実施し、塩素化エタンで汚染された土壌または地下水で検出された塩素化エタン分解細菌または、導入した塩素化エタン分解細菌の細菌数を定量することによる、塩素化エタン分解細菌のモニタリング方法。
The present invention relates to a nucleic acid fragment that preferentially hybridizes to 16S rRNA or rDNA of the following chlorinated ethane-degrading bacteria, a labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria comprising this nucleic acid fragment, and chlorine using these nucleic acid fragments or labeled probes A method for detecting and monitoring chloroethane-degrading bacteria, and a method for degrading chlorinated ethane.
(1) A nucleic acid fragment consisting of 18 to 23 nucleotides that preferentially hybridizes to 16S rRNA or rDNA of a chlorinated ethane-degrading bacterium, comprising any one of SEQ ID NOS: 1 to 17 and 90% of these nucleotide sequences A nucleic acid fragment having a base sequence having the above homology or a base sequence complementary to these base sequences.
(2) a nucleic acid fragment consisting of 10 to 50 nucleotides preferentially hybridizing to 16S rRNA or rDNA of a chlorinated ethane-degrading bacterium, wherein at least 10 consecutive base sequences are any of SEQ ID NOs: 1 to 17 A nucleic acid fragment having the same base sequence as the base sequence or a base sequence complementary to these base sequences.
(3) The nucleic acid fragment according to (1) or (2) above, which is used for detection of chlorinated ethane-degrading bacteria.
(4) A labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria, wherein the nucleic acid fragment according to any one of (1) to (3) is labeled with a labeling substance.
(5) Chlorinated ethane for detecting a synthesized DNA fragment by performing PCR (polymerase chain reaction) using the nucleic acid fragment according to any one of (1) to (3) as a primer and the nucleic acid in the sample as a template. Method for detecting degrading bacteria.
(6) Chlorine to be detected by using the labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria described in (4) above and a sample or a nucleic acid prepared from the sample for RNA or DNA hybridization, and then using the label as an index Of detecting ethane-degrading bacteria.
(7) The method for detecting ethane-degrading bacteria described in the above (5) or (6) is performed using groundwater or soil as a sample, and groundwater, soil, or a culture solution inoculated with them is detected. A chlorinated ethane decomposition method that is introduced into soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane.
(8) The method for detecting ethane-degrading bacteria described in (5) or (6) above is carried out, and the chlorinated ethane-degrading bacteria detected in soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane or the introduced chlorinated ethane degrading A method for monitoring chlorinated ethane-degrading bacteria by quantifying the number of bacteria.

塩素化エタン分解細菌を用いて塩素化エタンで汚染された土壌または地下水などを浄化する方法において、処理効果が常に良好でない理由を検討した結果、塩素化エタンの脱塩素化を行う塩素化エタン分解細菌が処理現場に生息している場合には処理効果が良好であり、生息していない場合には処理効果が期待できない。したがって、対象現場の土壌や地下水を調査し、塩素化エタン分解細菌が生息しているかどうかを確認すれば、処理が良好に行えるか否かを判断できる。調査の結果、汚染土壌または地下水に塩素化エタン分解細菌が存在しない場合には、他の場所で採取される塩素化エタン分解細菌を添加して浄化することができるが、そのためにも塩素化エタン分解細菌の検出が必要となる。本発明の核酸断片を利用することにより塩素化エタン分解細菌の検出が可能であり、上記のような判定が可能になる。   As a result of investigating the reason why the treatment effect is not always good in the method of purifying soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane using chlorinated ethane-degrading bacteria, chlorinated ethane decomposition which dechlorinates chlorinated ethane The treatment effect is good when bacteria are present at the treatment site, and the treatment effect cannot be expected when bacteria are not present. Therefore, it is possible to determine whether or not the treatment can be performed satisfactorily by examining the soil and groundwater at the target site and confirming whether or not chlorinated ethane-degrading bacteria are present. If chlorinated ethane-degrading bacteria are not present in the contaminated soil or groundwater as a result of the survey, chlorinated ethane-degrading bacteria collected elsewhere can be added and purified. Detection of degrading bacteria is required. By utilizing the nucleic acid fragment of the present invention, chlorinated ethane-degrading bacteria can be detected, and the above-described determination becomes possible.

本発明の核酸断片は、塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする18〜23ヌクレオチドからなる核酸断片であって、配列表の配列番号1〜17のいずれかの塩基配列、これらの塩基配列と90%以上のホモロジーを有する塩基配列またはこれらの塩基配列と相補的な塩基配列を有する核酸断片、または塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする10〜50、好ましくは15〜35ヌクレオチドからなる核酸断片であって、少なくとも10個の連続する塩基配列が、配列番号1〜17のいずれかの塩基配列と同じ塩基配列またはこれらの塩基配列と相補的な塩基配列である核酸断片(以下、それぞれの配列番号の核酸断片およびその変形の核酸断片を含めて、それぞれの配列番号の核酸断片等という)である。配列番号1〜17の塩基配列の任意の位置から始まる連続した10個以上の塩基配列と同じ塩基配列またはこの塩基配列と相補的な塩基配列を有する核酸断片も含まれ、この配列番号1〜17の塩基配列と同じ塩基配列またはこの塩基配列と相補的な塩基配列の上流および/または下流には塩基が結合していてもよい。   The nucleic acid fragment of the present invention is a nucleic acid fragment consisting of 18 to 23 nucleotides that preferentially hybridizes to 16S rRNA or rDNA of a chlorinated ethane-degrading bacterium, and the nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 17 in the Sequence Listing, Preferentially hybridizes to a nucleic acid fragment having a base sequence having 90% or more homology with these base sequences, a nucleic acid fragment having a base sequence complementary to these base sequences, or 16S rRNA or rDNA of chlorinated ethane-degrading bacteria. , Preferably a nucleic acid fragment consisting of 15 to 35 nucleotides, wherein at least 10 consecutive base sequences are the same base sequence as any one of SEQ ID NOs: 1 to 17 or a base complementary to these base sequences Nucleic acid fragments that are sequences (hereinafter, including the nucleic acid fragments of the respective SEQ ID NOs and variants thereof) Te is a nucleic acid that fragment etc.) of each of SEQ ID NO. Nucleic acid fragments having the same base sequence as 10 or more consecutive base sequences starting from an arbitrary position of the base sequences of SEQ ID NOs: 1 to 17 or a base sequence complementary to this base sequence are also included. A base may be bound upstream and / or downstream of the same base sequence as or a base sequence complementary to this base sequence.

本発明の核酸断片等、すなわち配列番号1〜17の塩基配列、これらの塩基配列と90%以上のホモロジーを有する塩基配列、これらの塩基配列と相補的な塩基配列、および少なくとも10個の連続する塩基配列が配列番号1〜17のいずれかの塩基配列と同じである塩基配列またはこれらの塩基配列と相補的な塩基配列の核酸断片は、公知の方法により化学的に容易に合成することができるが、後述の実施例で得られる塩素化エタン分解細菌(KWI−A1)などの細菌の核酸から切り出してもよい。   Nucleic acid fragments of the present invention, that is, the base sequences of SEQ ID NOs: 1 to 17, base sequences having 90% or more homology with these base sequences, base sequences complementary to these base sequences, and at least 10 consecutive sequences A nucleic acid fragment having the same base sequence as any one of SEQ ID NOS: 1 to 17 or a nucleic acid fragment having a base sequence complementary to these base sequences can be easily chemically synthesized by a known method. However, it may be excised from the nucleic acid of bacteria such as chlorinated ethane-degrading bacteria (KWI-A1) obtained in Examples described later.

本発明の核酸断片等は、塩素化エタン分解細菌の16SrDNAの塩基配列を決定後、塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズするように、それらに特異的な部分を利用してデザインされている。本発明の配列番号1〜17の塩基配列を有する核酸断片等は、実際には配列番号18の塩基配列の16SrDNAを有する実施例の塩素化エタン分解細菌(KWI−A1)に特有部分の16SrDNAの塩基配列の核酸断片等としてデザインされている。これらの配列番号1〜17の核酸断片等は、後述の実施例において配列番号18の塩基配列中における位置として図1に示されている。本発明の核酸断片等は、実際には特定の塩素化エタン分解細菌の塩基配列を利用してデザインされているが、僅少差の塩基配列を有する細菌もPCRにより検出される。   The nucleic acid fragment of the present invention utilizes a portion specific to 16S rRNA or rDNA of a chlorinated ethane-degrading bacterium after determination of the base sequence of 16S rDNA of the chlorinated ethane-degrading bacterium. Designed. The nucleic acid fragment having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 to 17 of the present invention is actually a portion of 16S rDNA unique to the chlorinated ethane-degrading bacterium (KWI-A1) of the example having 16 S rDNA of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 18. It is designed as a nucleic acid fragment of a base sequence. These nucleic acid fragments and the like of SEQ ID NOs: 1 to 17 are shown in FIG. 1 as positions in the base sequence of SEQ ID NO: 18 in Examples described later. The nucleic acid fragments and the like of the present invention are actually designed using the base sequence of a specific chlorinated ethane-degrading bacterium, but bacteria having a slightly different base sequence are also detected by PCR.

このように本発明の核酸断片等は、塩素化エタン分解細菌の16SrDNAの塩基配列を決定後、それらに特異的な部分を利用してデザインしているので、塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする。このため本発明の核酸断片等は、後述するように、プライマーとして用いてPCRを行うか、またはハイブリダイゼーションを行うことにより塩素化エタン分解細菌を特異的に高精度で、しかも容易に検出することができる。ここで検出される塩素化エタン分解細菌の具体的なものとしては、Dehalobacter属に属する塩素化エタン分解細菌があげられ、配列番号18の塩基配列の16SrRNAを有する実施例の塩素化エタン分解細菌(KWI−A1)、ならびに非特許文献1に示された塩素化エタン分解菌(Dehalobacter sp str.TCA1)などがこれに含まれる。これらは分離しなくても塩素化エタンの分解は可能であるが、実施例の塩素化エタン分解細菌(KWI−A1)を分離してもよい。 As described above, the nucleic acid fragment and the like of the present invention are designed using the specific portion of the 16S rDNA of chlorinated ethane-degrading bacteria after determining the nucleotide sequence of chlorinated ethane-degrading bacteria. To preferentially hybridize. For this reason, the nucleic acid fragment of the present invention can be used to detect chlorinated ethane-degrading bacteria with high accuracy and easily by PCR using primers or hybridization as described later. Can do. Specific examples of the chlorinated ethane-degrading bacterium detected here include chlorinated ethane-degrading bacteria belonging to the genus Dehalobacter, and the chlorinated ethane-degrading bacterium of the example having 16S rRNA having the base sequence of SEQ ID NO: 18 ( This includes KWI-A1) and chlorinated ethane-degrading bacteria ( Dehalobacter sp str.TCA1) shown in Non-Patent Document 1. Although it is possible to decompose chlorinated ethane without separating them, the chlorinated ethane-degrading bacteria (KWI-A1) of the examples may be isolated.

本発明の核酸断片等は、非特許文献2のトリクロロエチレンに対する分解活性を有する細菌(Dehalobacter restrictus str.TEA)のrDNAに類似の塩基配列を有するため、この細菌が存在する場合にはその16SrRNAまたはrDNAにハイブリダイズする。しかし塩素化エタンで汚染され、トリクロロエチレンが存在せず、塩素化エタン分解が起こっている土壌または地下水などには、塩素化エタン分解細菌が存在するが、非特許文献2のトリクロロエチレン分解細菌は存在しないので、その細菌が検出されることはない。塩素化エタン分解細菌と塩素化エチレン分解細菌が存在する場合には両者が検出されるが、塩素化エタン分解細菌(KWI−A1)は配列番号19の塩基配列の塩素化エタン分解遺伝子を染色体に有するため、この分解遺伝子をPCR等により検出したり、あるいは塩素化エタンを含む培地で培養することにより、両者を分離することができる。 Since the nucleic acid fragment of the present invention has a base sequence similar to the rDNA of a bacterium having a degrading activity against trichlorethylene in Non-Patent Document 2 ( Dehalobacter restrictus str. TEA), if this bacterium is present, its 16S rRNA or rDNA Hybridize to. However, chlorinated ethane-degrading bacteria exist in soil or groundwater that is contaminated with chlorinated ethane, does not contain trichlorethylene, and undergoes chlorinated ethane decomposition, but non-patent document 2 does not have trichlorethylene-degrading bacteria. So the bacteria will never be detected. Both chlorinated ethane-degrading bacteria and chlorinated ethylene-degrading bacteria are detected, but chlorinated ethane-degrading bacteria (KWI-A1) have a chlorinated ethane-degrading gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 19 as a chromosome. Therefore, the degradation gene can be detected by PCR or the like, or can be separated by culturing in a medium containing chlorinated ethane.

塩素化エタン分解細菌により分解(脱塩素化)される塩素化エタンの具体的なものとしては、1,1,1−トリクロロエタン、1,1−ジクロロエタン、およびこれらの脱塩素化中間体などがあげられる。本発明で検出する塩素化エタン分解細菌は、これらの塩素化エタンの分解活性を有する細菌であり、これらの塩素化エタンで汚染された土壌または地下水などに生息する。本発明により検出される塩素化エタン分解細菌が存在する系では、これらの塩素化エタンの分解が可能である。塩素化エタン分解細菌と塩素化エチレン分解細菌その他の細菌が検出された場合は、これらを分離しなくても塩素化エタンの分解が可能であるが、分離してもよい。   Specific examples of chlorinated ethane decomposed (dechlorinated) by chlorinated ethane-degrading bacteria include 1,1,1-trichloroethane, 1,1-dichloroethane, and their dechlorinated intermediates. It is done. The chlorinated ethane-degrading bacterium to be detected in the present invention is a bacterium having the activity of degrading these chlorinated ethanes, and inhabits soil or groundwater contaminated with these chlorinated ethanes. In a system where chlorinated ethane-degrading bacteria detected by the present invention are present, these chlorinated ethanes can be decomposed. When chlorinated ethane-decomposing bacteria, chlorinated ethylene-decomposing bacteria and other bacteria are detected, chlorinated ethane can be decomposed without separation, but they may be separated.

本発明の塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブは、前記本発明の核酸断片等を放射性元素、蛍光物質、化学物質、抗原、抗体または酵素などの標識物質で標識したプローブである。このような標識物質としては従来から使用されている標識物質が使用でき、具体的なものとしては32P等の放射性元素;FITC(Fluorescence isothiocyanate)、ローダミン等の蛍光物質;ジコキシゲニン等のハプテン;アルカリフォスファターゼ、ペルオキシダーゼ等の酵素;ビオチン等の生化学物質などがあげられる。これらの標識物質は、公知の方法で核酸断片に導入することができる。本発明の塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブは、塩素化エタン分解細菌の有無を検出したい試料とハイブリダイゼーションを実施し、その後標識物質を指標にして検出することにより、標識プローブがハイブリダイゼーションした塩素化エタン分解細菌を特異的に高精度で、しかも容易に検出することができる。   The labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria of the present invention is a probe obtained by labeling the nucleic acid fragment of the present invention with a labeling substance such as a radioactive element, a fluorescent substance, a chemical substance, an antigen, an antibody or an enzyme. Conventionally used labeling substances can be used as such labeling substances. Specific examples include radioactive elements such as 32P; fluorescent substances such as FITC (Fluorescence isothiocyanate) and rhodamine; haptens such as dicoxygenin; alkaline phosphatase And enzymes such as peroxidase; biochemical substances such as biotin. These labeling substances can be introduced into the nucleic acid fragment by a known method. The labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria of the present invention is hybridized with a sample to detect the presence or absence of chlorinated ethane-degrading bacteria, and then the labeled probe is hybridized by detecting using the labeling substance as an index. Chlorinated ethane-degrading bacteria can be detected with specific high precision and easily.

本発明の配列番号1〜17の塩基配列を有する核酸断片等はいずれも、PCRプライマーとして用いることができるほか、標識物質で標識して細菌検出用プローブとして用いることができる。いずれの場合も、上記の核酸断片等の単独または組み合わせで用いてもよく、また上記の核酸断片と他の核酸断片との組み合わせで用いてもよい。上記の核酸断片等のうち、配列番号1〜4および7〜17の核酸断片等はプライマーとして用いるのが好ましく、配列番号5〜6の核酸断片等はプローブとして用いるのが好ましいが、これに限らない。本発明の核酸断片等と他の核酸断片とを組み合わせて用いる場合、例えば一方のプライマーとして本発明の核酸断片等を用いる場合は、他方のプライマーとして他の公知の核酸断片、例えばユニバーサルプライマーを用いることができる。   Any of the nucleic acid fragments having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 17 of the present invention can be used as a PCR primer, or labeled with a labeling substance and used as a probe for detecting bacteria. In any case, the above nucleic acid fragments or the like may be used alone or in combination, or may be used in combination with the above nucleic acid fragments and other nucleic acid fragments. Among the above nucleic acid fragments and the like, the nucleic acid fragments of SEQ ID NOs: 1 to 4 and 7 to 17 are preferably used as primers, and the nucleic acid fragments of SEQ ID NOs: 5 to 6 are preferably used as probes. Absent. When the nucleic acid fragment of the present invention is used in combination with another nucleic acid fragment, for example, when the nucleic acid fragment of the present invention is used as one primer, another known nucleic acid fragment such as a universal primer is used as the other primer. be able to.

本発明の塩素化エタン分解細菌の検出方法は、前記本発明の核酸断片等を用いて塩素化エタン分解細菌を検出する方法である。すなわち、前記本発明の核酸断片等をプライマーとし、塩素化エタン分解細菌の有無を検出したい試料から調製した核酸を鋳型としてPCRを行い、予想される大きさのDNAが合成されれば試料中に塩素化エタン分解細菌が存在したと判断できる。この場合、16SrRNAまたはrDNAとして、配列番号18の塩基配列またはこれと90%以上のホモロジーを有する塩基配列をもつ活性の高い塩素化エタン分解細菌を検出することができる。   The method for detecting a chlorinated ethane-degrading bacterium of the present invention is a method for detecting a chlorinated ethane-degrading bacterium using the nucleic acid fragment of the present invention. That is, PCR is performed using the nucleic acid fragment of the present invention as a primer and a nucleic acid prepared from a sample to be detected for the presence or absence of chlorinated ethane-degrading bacteria as a template. If DNA of the expected size is synthesized, It can be judged that chlorinated ethane-degrading bacteria existed. In this case, a highly active chlorinated ethane-degrading bacterium having a base sequence of SEQ ID NO: 18 or a base sequence having 90% or more homology with 16S rRNA or rDNA can be detected.

PCRは公知の方法で行うことができ、また市販されているPCR用キットを用いて行うこともできる。PCRは通常Upper PrimerおよびLower Primerの2種類のプライマーを使用するが、いずれか一方または両方のプライマーとして本発明の核酸断片等を用いることができる。プライマーとして種類の異なる複数の核酸断片等を用いて複数回検出を行うことにより、検出精度をより高くすることができる。半定量的な検出にはブロックPCRを利用できるが、さらに定量性の高い検出を行う場合は、Real−Time PCRを利用するのが好ましい。   PCR can be performed by a known method, or can be performed using a commercially available PCR kit. PCR usually uses two types of primers, Upper Primer and Lower Primer, and the nucleic acid fragment of the present invention can be used as one or both of the primers. The detection accuracy can be further increased by performing detection a plurality of times using a plurality of nucleic acid fragments of different types as primers. Although block PCR can be used for semi-quantitative detection, Real-Time PCR is preferably used for detection with higher quantitativeness.

また本発明の塩素化エタン分解細菌の検出方法では、前記本発明の塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブを用いて塩素化エタン分解細菌を検出することができる。この方法は、前記本発明の塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブを、塩素化エタン分解細菌の有無を検出したい試料またはこの試料から調製した核酸に接触させてRNAまたはDNAハイブリダイゼーションを行った後、標識を指標にして塩素化エタン分解細菌を検出する方法である。ハイブリダイゼーションは従来と同様の方法により行うことができる。このような標識を指標にした検出は、PCRの際に行うことができるが、PCRとは独立して行ってもよい。例えばReal−Time PCRを行う際、標識物質で標識した核酸断片等をプローブとして用いると、PCRの過程における増幅の状態が検出できるので好ましい。   In the method for detecting a chlorinated ethane-decomposing bacterium according to the present invention, the chlorinated ethane-decomposing bacterium can be detected using the labeled probe for detecting a chlorinated ethane-decomposing bacterium according to the present invention. In this method, the labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria of the present invention is contacted with a sample to be detected for the presence or absence of chlorinated ethane-degrading bacteria or a nucleic acid prepared from this sample, and RNA or DNA hybridization is performed. This is a method for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria using a label as an indicator. Hybridization can be performed by a method similar to the conventional method. Although detection using such a label as an index can be performed during PCR, it may be performed independently of PCR. For example, when performing Real-Time PCR, it is preferable to use a nucleic acid fragment labeled with a labeling substance as a probe because the amplification state in the PCR process can be detected.

ハイブリダイゼーション後の検出は、標識物質の種類に応じて公知の方法により行うことができる。例えば、放射性元素で標識した場合は公知の方法で放射能を測定することにより検出できる。また螢光物質で標識した場合は公知の方法により光量を測定することにより検出できる。また酵素で標識した場合は公知の方法で酵素活性を測定することにより検出できる。化学物質で標識した場合は、その化学物質を分析することにより検出できる。また抗原または抗体で標識した場合は、標識した抗原または抗体と特異的に反応する抗体または抗原を用いて抗原抗体反応させ、反応生成物を公知の方法により測定することにより検出できる。   Detection after hybridization can be performed by a known method according to the type of the labeling substance. For example, when labeled with a radioactive element, it can be detected by measuring the radioactivity by a known method. Moreover, when it labels with a fluorescent substance, it can detect by measuring a light quantity by a well-known method. Moreover, when label | marking with an enzyme, it can detect by measuring an enzyme activity by a well-known method. When labeled with a chemical substance, it can be detected by analyzing the chemical substance. Further, when labeled with an antigen or an antibody, it can be detected by reacting with the antigen or antibody using an antibody or antigen that specifically reacts with the labeled antigen or antibody, and measuring the reaction product by a known method.

配列番号1〜17の核酸断片等は、前述のようにプライマーとしても、プローブとしても用いることもできるほか、プライマーとプローブを兼用することもできる。単にプローブとして用いる核酸断片等は、標識物質を5'末端または3'末端のどちらに付けてもよいが、プライマーと兼用する核酸断片等は、標識物質を5'末端に付け、3'末端は遊離の状態にしておくことにより、3'末端側への核酸の伸長を許容することができる。プローブ専用として用いる核酸断片等の5'末端に標識物質を付けた場合は、3'末端を燐酸等でブロックしてPCRを行うことにより、3'末端側への核酸の伸長を阻止することができる。3'末端をブロックしてプローブ専用として用いる核酸断片等は、1本鎖の核酸にハイブリダイズして検出されるが、PCRの進行によりプライマーから核酸が伸長するのに伴ってはじき飛ばされ、サイクルの進行により1本鎖になった核酸に再度ハイブリダイズして検出される。プライマー専用として用いる核酸断片等は、標識を付けないで用いることができる。   As described above, the nucleic acid fragments of SEQ ID NOs: 1 to 17 can be used as a primer or a probe, and a primer and a probe can be used in combination. A nucleic acid fragment or the like simply used as a probe may have a labeling substance attached to either the 5 ′ end or the 3 ′ end. However, a nucleic acid fragment or the like that also serves as a primer has a labeling substance attached to the 5 ′ end. By leaving it in a free state, extension of the nucleic acid toward the 3 ′ end can be allowed. When a labeling substance is attached to the 5 ′ end of a nucleic acid fragment or the like used exclusively for the probe, the extension of the nucleic acid toward the 3 ′ end can be prevented by performing PCR by blocking the 3 ′ end with phosphoric acid or the like. it can. Nucleic acid fragments etc. that are used exclusively for probes by blocking the 3 ′ end are detected by hybridizing to single-stranded nucleic acids, but they are flipped off as the nucleic acids are extended from the primers by the progress of PCR. It is detected by hybridizing again to the nucleic acid that has become a single strand as it progresses. Nucleic acid fragments and the like used exclusively for primers can be used without labeling.

上記のような方法で塩素化エタン分解細菌を検出することにより、塩素化エタン分解細菌を利用して塩素化エタンで汚染された土壌または地下水などを浄化する場合に、脱塩素化が良好に行われるかどうかを予め判定することができる。このような判定は、汚染場所その他の場所から採取される試料に含まれる細菌の核酸の塩基配列を検出するだけで可能であって、塩素化エタン分解細菌の培養、分離、同定などの操作は不要であり、短時間で正確な判定が可能である。また塩素化エタン分解細菌が検出できない場合、他の場所で検出した塩素化エタン分解細菌を添加するなどの対策を打つことが可能となる。   By detecting chlorinated ethane-degrading bacteria using the method described above, dechlorination is performed well when chlorinated ethane-degrading bacteria are used to purify soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane. It can be determined in advance whether or not. Such a determination can be made only by detecting the base sequence of the nucleic acid of bacteria contained in the sample collected from the contaminated place or other places. Operations such as culture, separation, and identification of chlorinated ethane-degrading bacteria are not possible. It is unnecessary and accurate determination can be made in a short time. When chlorinated ethane-decomposing bacteria cannot be detected, it is possible to take measures such as adding chlorinated ethane-degrading bacteria detected elsewhere.

本発明の塩素化エタンの分解方法は、地下水または土壌を試料として上記本発明の塩素化エタン分解細菌の検出方法を実施し、塩素化エタン分解細菌が検出された地下水、土壌またはそれらを接種した培養液(以下、これらをまとめて塩素化エタン分解細菌検出物等という場合がある)を、塩素化エタンで汚染された土壌または地下水(以下、これらをまとめて汚染環境という場合がある)に導入して塩素化エタンを分解する方法である。塩素化エタン分解細菌は嫌気性菌であるため、嫌気状態で塩素化エタンと接触させることにより、塩素化エタン分解細菌を増殖させて塩素化エタンを分解することができる。   The method for decomposing chlorinated ethane of the present invention is carried out by detecting the chlorinated ethane-decomposing bacteria of the present invention using groundwater or soil as a sample, and inoculating the groundwater, soil, or them in which chlorinated ethane-degrading bacteria are detected. Introduce culture fluid (hereinafter collectively referred to as chlorinated ethane-degrading bacteria detected substances) into soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane (hereinafter collectively referred to as contaminated environment) Thus, chlorinated ethane is decomposed. Since the chlorinated ethane-degrading bacteria are anaerobic bacteria, the chlorinated ethane-degrading bacteria can be grown and decomposed by contacting them with chlorinated ethane in an anaerobic state.

汚染環境に導入する塩素化エタン分解細菌検出物等は、どこの場所で検出(採取)されたものでもよい。例えば、塩素化エタンで汚染されていない場所において塩素化エタン分解細菌が検出された地下水、土壌またはそれらを接種した培養液を、塩素化エタンで汚染された土壌または地下水に導入することもできる。また塩素化エタンで汚染された場所において塩素化エタン分解細菌が検出された地下水、土壌またはそれらを接種した培養液を、同一区域内の塩素化エタンで汚染された場所に導入することもできるし、同一区域でない別の場所に導入することもできる。   The detected chlorinated ethane-degrading bacteria introduced into the contaminated environment may be detected (collected) anywhere. For example, groundwater, soil, or a culture solution inoculated with chlorinated ethane-degrading bacteria in a place not contaminated with chlorinated ethane can be introduced into soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane. It is also possible to introduce groundwater, soil or culture medium inoculated with chlorinated ethane-degrading bacteria in a place contaminated with chlorinated ethane into the same area contaminated with chlorinated ethane. It can also be installed in another location that is not in the same area.

塩素化エタン分解細菌検出物を汚染環境に導入する方法としては、塩素化エタン分解細菌検出物等を汚染された土壌表面に散布する方法、注入管(注入井)から土壌中に注入する方法、地下水源に注入する方法などがあげられる。導入地点は汚染された場所はもちろん、汚染環境の上流などに導入することができる。いずれの場合でも、塩素化エタン分解細菌が塩素化エタンの汚染場所に均一に接触するように導入する。塩素化エタンを分解する際、塩素化エタン分解細菌が検出された地下水、土壌またはそれらを接種した培養液を汚染環境に導入するだけでもよい場合もあるが、場合によっては水、栄養源等をさらに導入することもできる。また1回の導入により完全に分解できない場合には、導入を繰り返すこともできる。さらに塩素化エタン分解細菌検出物等に凝集剤を添加して凝集させたり、あるいは担体に担持させた後導入することもできる。このようにして塩素化エタンを分解することにより、塩素化エタンで汚染された汚染環境を浄化することができる。   As a method of introducing the chlorinated ethane-decomposing bacteria detection substance into the contaminated environment, a method of spraying the chlorinated ethane-decomposing bacteria detection substance etc. on the contaminated soil surface, a method of injecting into the soil from the injection pipe (injection well), For example, it can be injected into the groundwater source. The introduction point can be introduced not only in a contaminated place, but also upstream of the contaminated environment. In either case, the chlorinated ethane-degrading bacteria are introduced so as to be in uniform contact with the chlorinated ethane contaminated site. When degrading chlorinated ethane, it may be sufficient to introduce groundwater, soil, or culture medium inoculated with chlorinated ethane-degrading bacteria into the contaminated environment. It can also be introduced. In addition, when it cannot be completely decomposed by one introduction, the introduction can be repeated. Further, a flocculant can be added to the chlorinated ethane-degrading bacteria detection substance to cause aggregation, or can be introduced after being supported on a carrier. By decomposing chlorinated ethane in this way, a contaminated environment contaminated with chlorinated ethane can be purified.

塩素化エタンで汚染された汚染環境において、塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブを用いて塩素化エタン分解細菌の細菌数を定量することができる。このことにより汚染環境で検出された塩素化エタン分解細菌または導入した塩素化エタン分解細菌の細菌数をモニタリングし、汚染環境における塩素化エタン分解細菌の消長を追うことができる。塩素化エタン分解細菌のモニタリングと、汚染物質としての塩素化エタンのモニタリングを同時に行うことにより、塩素化エタン分解による環境浄化の進み具合を調べることができる。   In a contaminated environment contaminated with chlorinated ethane, the number of chlorinated ethane-degrading bacteria can be quantified using a labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria. As a result, the number of chlorinated ethane-decomposing bacteria detected in the contaminated environment or the introduced chlorinated ethane-degrading bacteria can be monitored, and the change of the chlorinated ethane-decomposing bacteria in the contaminated environment can be followed. By simultaneously monitoring chlorinated ethane-degrading bacteria and monitoring chlorinated ethane as a pollutant, the progress of environmental purification by chlorinated ethane decomposition can be investigated.

本発明の核酸断片等は新規かつ有用である。本発明の核酸断片等は、特定の塩基配列を有し、塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズするので、塩素化エタン分解細菌の検出に利用することができる。
本発明の塩素化エタン分解細菌検出用核酸断片は、上記核酸断片等からなるので、この核酸断片を用いることにより、塩素化エタン分解細菌を特異的に高精度で、しかも容易に検出することができる。
本発明の塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブは、上記核酸断片等を標識しているので、この標識を指標にして塩素化エタン分解細菌を特異的に高精度で、しかも容易に検出することができる。
本発明の塩素化エタン分解細菌の検出方法およびモニタリング方法は、上記核酸断片等または標識プローブを用いているので、塩素化エタン分解細菌を特異的に高精度で、しかも容易に検出またはモニタリングすることができる。
本発明の塩素化エタンの分解方法は、上記検出方法で塩素化エタン分解細菌が検出された地下水、土壌またはそれらを接種した培養液を、塩素化エタンで汚染された土壌または地下水に導入して塩素化エタンを分解するので、塩素化エタンを容易に効率よく分解して環境を浄化することができる。
The nucleic acid fragments of the present invention are novel and useful. Since the nucleic acid fragment of the present invention has a specific base sequence and hybridizes preferentially to 16S rRNA or rDNA of chlorinated ethane-degrading bacteria, it can be used for detection of chlorinated ethane-degrading bacteria.
Since the nucleic acid fragment for detecting a chlorinated ethane-degrading bacterium of the present invention comprises the above-mentioned nucleic acid fragment or the like, the chlorinated ethane-degrading bacterium can be specifically detected with high precision and easily by using this nucleic acid fragment. it can.
Since the labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria of the present invention labels the nucleic acid fragment etc., it is possible to detect chlorinated ethane-degrading bacteria specifically with high accuracy and easily using this label as an index. Can do.
The detection method and monitoring method of the chlorinated ethane-degrading bacterium of the present invention uses the above-mentioned nucleic acid fragment or the like or a labeled probe, so that the chlorinated ethane-degrading bacterium can be specifically detected with high precision and easily. Can do.
The method for degrading chlorinated ethane of the present invention is to introduce groundwater, soil or a culture solution inoculated with chlorinated ethane-degrading bacteria in the above detection method into soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane. Since chlorinated ethane is decomposed, the chlorinated ethane can be easily and efficiently decomposed to purify the environment.

次に本発明の実施例について説明する。   Next, examples of the present invention will be described.

1,1,1−トリクロロエタンの1,1−ジクロロエタンおよびクロロエタンへの脱塩素化が起きている地点A、Bならびに脱塩素化が起きていない地点C、Dの合計4か所から地下水をサンプリングし、この地下水100mL中からDNAを下記の通り抽出した。   Sampling the groundwater from a total of four locations, points A and B where 1,1,1-trichloroethane is dechlorinated to 1,1-dichloroethane and chloroethane, and points C and D where no dechlorination is occurring DNA was extracted from 100 mL of this groundwater as follows.

(1)DNAの抽出:
地下水100mLを孔径0.2μmのフィルターで濾過した後、このフィルターを2mL容のチューブに入れた。さらにそのチューブにZirconia/SilicaBeads(直径0.1mm)1mLおよびExtractionBuffer(100mM Tris−HCl[pH8.0],100mMsodium EDTA[pH8.0],100mM sodium phosphate[pH8.0],1.5M NaCl)1mLを加え、細胞破砕機Bead Beaterで2分間処理した。次に凍結融解を3回繰り返した後、10μLのProteinaseK(10mg/ml)を加え、37℃にて30分間保温した。この液に、250μLの10%SDS溶液を加え、65℃で2時間保温した後、再び上記のBead Beater処理を行った。その後8000xgにて室温で10分間遠心分離し、上清を採取した。上清はクロロホルム抽出し、等量のイソプロパノールを添加後、室温で60分間静置、8000xgにて室温で20分間遠心分離し、DNAを沈殿させた。沈殿は70%エタノールで洗浄後、乾燥させた後、50μLの滅菌蒸留水に溶解した。この抽出DNA溶液を利用して下記の通りPCR反応を行い塩素化エタン分解細菌が存在するか否かを調査した。
(1) DNA extraction:
After filtering 100 mL of groundwater with a filter having a pore size of 0.2 μm, this filter was put into a 2 mL tube. Further, 1 mL of Zirconia / Silica Beads (diameter 0.1 mm) and Extraction Buffer (100 mM Tris-HCl [pH 8.0], 100 mM sodium EDTA [pH 8.0], 100 mM sodium phosphate [pH 8.0], 1.5 M NaCl) are added to the tube. And processed for 2 minutes with a bead beater. Next, freeze-thaw was repeated three times, 10 μL of Proteinase K (10 mg / ml) was added, and the mixture was incubated at 37 ° C. for 30 minutes. To this solution, 250 μL of 10% SDS solution was added and kept at 65 ° C. for 2 hours, and then the above-mentioned Bead Beater treatment was performed again. Thereafter, the mixture was centrifuged at 8000 × g for 10 minutes at room temperature, and the supernatant was collected. The supernatant was extracted with chloroform, and after adding an equal volume of isopropanol, the mixture was allowed to stand at room temperature for 60 minutes and centrifuged at 8000 × g at room temperature for 20 minutes to precipitate DNA. The precipitate was washed with 70% ethanol, dried, and then dissolved in 50 μL of sterile distilled water. Using this extracted DNA solution, a PCR reaction was carried out as follows to investigate whether chlorinated ethane-degrading bacteria were present.

(2)PCRによる16SrDNAの増幅:
前記(1)で得た抽出DNA溶液1μLをテンプレートにして、16SrDNAをPCRにより増幅した。PCR増幅の反応液の全容量は100μLとし、2.5UのEx Taq DNA polymerase(宝酒造製)、200μMのdNTPを使用した。プライマーペアとしては、表1に示すように、KWI−Deb1ないしKWI−Deb2およびKWI−Deb7ないしKWI−Deb11のいずれかをUpper Primerとし、配列番号20のBact1492(5´−ACGG C/T TACCTTGTTAGGACTT−3´)をLower Primerとする7組のプライマーペア、および配列番号21のBact0011(5´−GTTTGATCCTGGCTCAG−3´)をUpper Primerとし、KWI−Deb3ないしKWI−Deb4およびKWI−Deb12ないしKWI−Deb17の相補的な塩基配列のいずれかをLower Primerとする8組のプライマーペアをそれぞれ10pmol使用した。その他の反応液組成はPCRキットに添付のマニュアルに従った。PCR反応は、Pre−heating;94℃、2分に続き、第1段階;94℃、20秒、第2段階;55℃、30秒、第3段階;72℃、2分を30サイクル繰り返し、Post extension;72℃、7分を行った。
(2) Amplification of 16S rDNA by PCR:
16SrDNA was amplified by PCR using 1 μL of the extracted DNA solution obtained in (1) as a template. The total volume of the PCR amplification reaction solution was 100 μL, and 2.5 U Ex Taq DNA polymerase (Takara Shuzo) and 200 μM dNTP were used. As shown in Table 1, as a primer pair, any one of KWI-Deb1 to KWI-Deb2 and KWI-Deb7 to KWI-Deb11 is designated as Upper Primer, and Bact1492 (5′-ACGG C / T TACCTTTGTTAGACTT- 3 ′) are 7 primer pairs with Lower Primer, and Bact0011 (5′-GTTTGATCCTGCTCAG-3 ′) of SEQ ID NO: 21 is Upper Primer, and KWI-Deb3 to KWI-Deb4 and KWI-Db12 to KWI-Deb17 10 pmols of 8 primer pairs each having one of complementary base sequences as a lower primer were used. Other reaction solution compositions followed the manual attached to the PCR kit. The PCR reaction was pre-heating; 94 ° C., 2 minutes, followed by 1st stage; 94 ° C., 20 seconds, 2nd stage; 55 ° C., 30 seconds, 3rd stage; 72 ° C., 2 minutes, 30 cycles, Post extension: 72 ° C., 7 minutes.

上記PCR反応液2μLをアガロース電気泳動にかけ、予想される大きさのDNA断片が合成されれば塩素化エタン分解細菌が存在すると判断した。結果を表1に示す。   2 μL of the PCR reaction solution was subjected to agarose electrophoresis, and if a DNA fragment of the expected size was synthesized, it was judged that chlorinated ethane-degrading bacteria were present. The results are shown in Table 1.

Figure 2005211004
○:DNAの合成が観察された
×:DNAの合成が観察されない
Figure 2005211004
○: DNA synthesis observed x: DNA synthesis not observed

表1および実施例2におけるKWI−Deb1〜KWI−Deb17の塩基配列は表2に示す通りである。本発明で検出された塩素化エタン分解細菌(KWI−A1)の16SrDNAの塩基配列は配列番号18に示すとおりであり、この塩基配列におけるKWI−Deb1〜KWI−Deb17の配置を図1に示す。また本発明で検出された塩素化エタン分解細菌(KWI−A1)の塩素化エタン分解遺伝子の塩基配列を配列番号19に示す。   The base sequences of KWI-Deb1 to KWI-Deb17 in Table 1 and Example 2 are as shown in Table 2. The base sequence of 16S rDNA of the chlorinated ethane-degrading bacterium (KWI-A1) detected in the present invention is as shown in SEQ ID NO: 18, and the arrangement of KWI-Deb1 to KWI-Deb17 in this base sequence is shown in FIG. In addition, the nucleotide sequence of the chlorinated ethane degrading gene of the chlorinated ethane degrading bacterium (KWI-A1) detected in the present invention is shown in SEQ ID NO: 19.

Figure 2005211004
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表1の結果から、脱塩素化が観察されているA、B地点では、前記PCRおよび電気泳動によりDNA合成が観察されなかった例外は30回中3回観察されたが、ほとんどDNA合成が観察された。一方、脱塩素化が全く観察されないC、D地点ではDNA合成は全く観察されなかった。この結果から、脱塩素化反応が起きている地点では、必ず塩素化エタン分解細菌が存在し、これらのモニタリングが可能であることが示された。   From the results in Table 1, at points A and B where dechlorination was observed, exceptions in which DNA synthesis was not observed by PCR and electrophoresis were observed three times out of 30, but most DNA synthesis was observed. It was done. On the other hand, no DNA synthesis was observed at points C and D where no dechlorination was observed. From this result, it was shown that chlorinated ethane-degrading bacteria always exist at the point where dechlorination reaction occurs, and these can be monitored.

(1)Light Cyclerによる検出:
実施例1の抽出DNA溶液について、Real−Time PCRにより、さらに高精度なDNAの検出および定量を、ロッシュ・ダイアグノスティック株式会社製のLight Cyclerを用いて行った。その際、Upper PrimerとしてはKWI−Deb1を、LowerPrimerとしてはKWI−Deb4に相補的なオリゴヌクレオチドを利用した。また、ハイブリダイゼーションプローブとして、KWI−Deb5の3′末端をFITC(Fluorescence isothiocyanate)にて標識したもの、およびKWI−Deb6の3′末端をリン酸化し、5′末端をFITCにて標識したものを使用した。PCR反応はLight CyclerDNA Master Hybridization Probesキット(商標)を使用し、そのマニュアルに従って行った。反応条件は表3〜表6に示す通りである。
(1) Detection by Light Cycler:
The extracted DNA solution of Example 1 was further accurately detected and quantified by Real-Time PCR using a Light Cycler manufactured by Roche Diagnostics. At that time, KWI-Deb1 was used as the upper primer, and an oligonucleotide complementary to KWI-Deb4 was used as the lower primer. As hybridization probes, those in which the 3 ′ end of KWI-Deb5 is labeled with FITC (Fluorescence isothiocyanate) and the 3 ′ end of KWI-Deb6 is phosphorylated and the 5 ′ end is labeled with FITC. used. The PCR reaction was performed using the Light Cycler DNA Master Hybridization Probes Kit (trademark) according to the manual. The reaction conditions are as shown in Tables 3 to 6.

Figure 2005211004
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結果は、地点A、Bの地下水では目的のDNAがPCR合成され、塩素化エタン分解細菌の細菌数を定量することが出来た。しかしながら、地点C、Dでは目的のDNAは合成されず定量下限値以下であったため、塩素化エタン分解細菌は存在しないと判断された。またこれらの結果から、表2に示されたプライマーはハイブリダイゼーションプローブとしても利用できることがわかる。   As a result, the target DNA was PCR-synthesized in the groundwater at points A and B, and the number of chlorinated ethane-degrading bacteria could be quantified. However, at points C and D, the target DNA was not synthesized and was below the lower limit of quantification, so it was determined that there were no chlorinated ethane-degrading bacteria. These results also indicate that the primers shown in Table 2 can also be used as hybridization probes.

1,1,1−トリクロロエタン(TCA)で汚染されている地下水100mlを150ml容積のバイアル瓶に入れ、クエン酸等の栄養剤を添加した後ブチルゴム栓をし、アルミキャップでシールした。このバイアル瓶を30℃で静置培養しながら定期的にサンプリングを行い、バイアル瓶中のエタン類の濃度の測定および塩素化エタン分解細菌の細菌数の定量を行った。なお、栓をして10日後に塩素化エタン分解細菌遺伝子が検出された菌懸濁液を植菌し、塩素化エタン分解細菌遺伝子が最終濃度で10の6乗copies/mlとなるようにした。エタン類の濃度の結果を図2に示し、分解菌数の結果を表7に示す。   100 ml of groundwater contaminated with 1,1,1-trichloroethane (TCA) was placed in a 150 ml vial, and after adding a nutrient such as citric acid, it was sealed with a butyl rubber stopper and sealed with an aluminum cap. This vial was periodically sampled while standing at 30 ° C., and the concentration of ethanes in the vial was measured and the number of chlorinated ethane-degrading bacteria was quantified. In addition, 10 days after plugging, the bacterial suspension in which the chlorinated ethane-degrading bacterial gene was detected was inoculated so that the final concentration of the chlorinated ethane-degrading bacterial gene was 10 6 copies / ml. . The result of the concentration of ethanes is shown in FIG. 2, and the result of the number of decomposing bacteria is shown in Table 7.

Figure 2005211004
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図2に示すように、10日後に塩素化エタン分解遺伝子が検出された菌懸濁液を添加したところ、塩素化エタン分解は実験開始約19日で顕著となり、1,1―ジクロロエタン(DCA)が検出され始めた。その後、DCAも分解され、約60日で完全にモノクロロエタン(CA)に転換された。また、その分解菌数も10の8乗copies/mlにまで増加した。   As shown in FIG. 2, when a bacterial suspension in which a chlorinated ethane degrading gene was detected was added 10 days later, the chlorinated ethane degradation became prominent about 19 days after the experiment started, and 1,1-dichloroethane (DCA) Began to be detected. Thereafter, DCA was also decomposed and completely converted to monochloroethane (CA) in about 60 days. In addition, the number of decomposing bacteria increased to 10 8 power / ml.

塩素化エタンで汚染された土壌または地下水などにおける塩素化エタン分解細菌の検出、モニタリング、塩素化エタンの分解による環境浄化などに利用される。   It is used to detect and monitor chlorinated ethane-degrading bacteria in soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane, and to purify the environment by degrading chlorinated ethane.

核酸断片の配置図である。It is an arrangement plan of nucleic acid fragments. 実施例3の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 3.

Claims (8)

塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする18〜23ヌクレオチドからなる核酸断片であって、配列番号1〜17のいずれかの塩基配列、これらの塩基配列と90%以上のホモロジーを有する塩基配列またはこれらの塩基配列と相補的な塩基配列を有する核酸断片。 A nucleic acid fragment consisting of 18 to 23 nucleotides preferentially hybridizing to 16S rRNA or rDNA of a chlorinated ethane-degrading bacterium, comprising any one of SEQ ID NOs: 1 to 17, and 90% or more homology with these nucleotide sequences Or a nucleic acid fragment having a base sequence complementary to these base sequences. 塩素化エタン分解細菌の16SrRNAまたはrDNAに優先的にハイブリダイズする10〜50ヌクレオチドからなる核酸断片であって、少なくとも10個の連続する塩基配列が、配列番号1〜17のいずれかの塩基配列と同じ塩基配列またはこれらの塩基配列と相補的な塩基配列である核酸断片。 A nucleic acid fragment consisting of 10 to 50 nucleotides preferentially hybridizing to 16S rRNA or rDNA of a chlorinated ethane-degrading bacterium, wherein at least 10 consecutive base sequences are any one of SEQ ID NOs: 1 to 17 A nucleic acid fragment having the same base sequence or a base sequence complementary to these base sequences. 塩素化エタン分解細菌検出用である請求項1または2記載の核酸断片。 The nucleic acid fragment according to claim 1 or 2, which is used for detection of chlorinated ethane-degrading bacteria. 請求項1ないし3のいずれかに記載の核酸断片を標識物質で標識した塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブ。 A labeled probe for detecting chlorinated ethane-degrading bacteria, wherein the nucleic acid fragment according to any one of claims 1 to 3 is labeled with a labeling substance. 請求項1ないし3のいずれかに記載の核酸断片をプライマーとし、試料中の核酸を鋳型としてPCR(polymerase chain reaction)を行い、合成されたDNA断片を検出する塩素化エタン分解細菌の検出方法。 A method for detecting a chlorinated ethane-degrading bacterium, which detects a synthesized DNA fragment by performing PCR (polymerase chain reaction) using the nucleic acid fragment according to any one of claims 1 to 3 as a primer and the nucleic acid in a sample as a template. 請求項4記載の塩素化エタン分解細菌検出用標識プローブと、試料または試料から調製した核酸とを接触させてRNAまたはDNAハイブリダイゼーションを行った後、標識を指標にして検出する塩素化エタン分解細菌の検出方法。 A chlorinated ethane-degrading bacterium that detects a chlorinated ethane-degrading bacterium according to claim 4 after contacting the sample or a nucleic acid prepared from the sample with RNA or DNA hybridization and then detecting using the label as an indicator Detection method. 地下水または土壌を試料として請求項5または6記載のエタン分解細菌の検出方法を実施し、塩素化エタン分解細菌が検出された地下水、土壌またはそれらを接種した培養液を、塩素化エタンで汚染された土壌または地下水に導入する塩素化エタンの分解方法。 7. The method for detecting ethane-degrading bacteria according to claim 5 or 6 is carried out using groundwater or soil as a sample, and the groundwater, soil or culture solution inoculated with chlorinated ethane-degrading bacteria is contaminated with chlorinated ethane. Of degrading chlorinated ethane introduced into soil or groundwater. 請求項5または6記載のエタン分解細菌の検出方法を実施し、塩素化エタンで汚染された土壌または地下水で検出された塩素化エタン分解細菌または、導入した塩素化エタン分解細菌の細菌数を定量することによる、塩素化エタン分解細菌のモニタリング方法。

The method for detecting ethane-degrading bacteria according to claim 5 or 6 is carried out, and the number of chlorinated ethane-degrading bacteria detected in soil or groundwater contaminated with chlorinated ethane or introduced chlorinated ethane-degrading bacteria is quantified. To monitor chlorinated ethane-degrading bacteria.

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