JPH0746984A - Method for treating volatile organic matter - Google Patents

Method for treating volatile organic matter

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JPH0746984A
JPH0746984A JP5196460A JP19646093A JPH0746984A JP H0746984 A JPH0746984 A JP H0746984A JP 5196460 A JP5196460 A JP 5196460A JP 19646093 A JP19646093 A JP 19646093A JP H0746984 A JPH0746984 A JP H0746984A
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JP
Japan
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gas
volatile organic
organic matter
treated
gene
Prior art date
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Pending
Application number
JP5196460A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kanji Nakamura
寛治 中村
Mikiji Enomoto
幹司 榎本
Masahiro Mizumoto
正浩 水本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To conduct treatment of volatile organic matter without causing environmental pollution through such processes that a volatile organic matter-contg. gas is introduced into a reaction vessel containing gene recombinant bacteria imparted and reinforced with volatile organic matter-decomposing ability and a culture medium to decompose the organic matter followed by removing the bacteria from the gas treated and then discharging the gas out of the system. CONSTITUTION:A liquor 6 to be treated containing volatile organic matter (e.g. trichloroethylene) is introduced, via a flow channel 5a, into an evaporation column 1 and allowed to stay there; a gas is introduced, via a flow channel 7a, into the column and diffused through a gas feeder 8 into the liquor to evaporate the volatile organic matter in the liquor and make the matter transfer to the gas side. Subsequently, the gas treated containing the volatile organic matter is fed, through a flow channel 7b, an inlet filter 2 and a flow channel 7c, into a reaction vessel 3. This reaction vessel 3 contains (A) gene recombinant bacteria containing phenol hydroxylase gene derived from Pseudomonas putida KW-1-9 strain capable of decomposing volatile organic matter and (B) nutrients therefor. With this system, the volatile organic matter in the gas to be treated is decomposed, the gas after treated is sent via a flow channel 7d to an outlet filter 4 where the gas is freed from bacteria or sterilized and then discharged out of the system.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は揮発性有機物を遺伝子組
換菌により処理する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating volatile organic substances with genetically modified bacteria.

【0002】[0002]

【従来の技術】地下水や土壌などの汚染物質であるクロ
ロメタン類、クロロエチレン類、クロロベンゼン類等の
ハロゲン化炭化水素は難生物分解性であるため、活性汚
泥法などの通常の生物処理法では分解することができな
い。このようなハロゲン化炭化水素を処理する方法とし
て、特開昭64−34499号には、芳香族分解能を有
する菌を使用し、芳香族分解経路を利用してハロゲン化
炭化水素を分解する方法が提案されており、菌として遺
伝子組換菌の使用も可能とされている。
2. Description of the Related Art Since halogenated hydrocarbons such as chloromethanes, chloroethylenes, and chlorobenzenes, which are pollutants of groundwater and soil, are hardly biodegradable, they are difficult to be treated by ordinary biological treatment methods such as activated sludge method. Cannot be disassembled. As a method for treating such a halogenated hydrocarbon, JP-A-64-34499 discloses a method of decomposing a halogenated hydrocarbon by using a bacterium having an aromatic decomposing ability and utilizing an aromatic decomposing route. It has been proposed that it is possible to use a genetically modified bacterium as the bacterium.

【0003】しかしこの方法では、芳香族分解経路を維
持するためにフェノール等の誘導物質を添加する必要が
あり、また水または土壌を液相で菌と接触させて処理す
るので、添加する誘導物質を処理水から除去して放流す
る必要がある。
However, in this method, it is necessary to add an inducer such as phenol in order to maintain the aromatic decomposition route, and since the treatment is carried out by contacting water or soil with the fungus in the liquid phase, the added inducer is added. Need to be removed from the treated water and discharged.

【0004】一方特表平2−503866号には、シュ
ードモナス メンドシナ KR−1(Pseudomo
nas mendocina KR−1)由来のトルエ
ンモノオキシゲナーゼ遺伝子(トルエンモノオキシゲナ
ーゼはトリクロロエチレンを分解する)を宿主細胞に導
入し、この形質転換体を用いてトリクロロエチレンを分
解する方法が記載されている。
On the other hand, in Japanese Patent Publication No. 2-503866, Pseudomonas mendocina KR-1 ( Pseudomo
It has been described that a toluene monooxygenase gene (toluene monooxygenase decomposes trichloroethylene) derived from Nas mendocina KR-1) is introduced into a host cell, and this transformant is used to decompose trichlorethylene.

【0005】しかしこの方法でも、水または土壌を液相
で遺伝子組換菌と接触させて処理するので、組換菌が処
理水とともに流出して環境を汚染しないようにするため
に、処理水を除菌フィルタ等で除菌または滅菌する必要
があり、処理コストが高くなるという問題点がある。
However, even in this method, since the water or soil is treated in contact with the genetically modified bacteria in the liquid phase, the treated water is treated in order to prevent the recombinant bacteria from flowing out together with the treated water and contaminating the environment. It is necessary to sterilize or sterilize with a sterilization filter or the like, which causes a problem of high processing cost.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、揮発
性有機物を気相で遺伝子組換菌と接触させて処理するこ
とにより、効率よく揮発性有機物を分解するとともに、
処理ガス中への組換菌の持出量を少なくし、かつ除菌ま
たは滅菌のためのコストを低くすることができる揮発性
有機物の処理方法を提案することである。
The object of the present invention is to decompose volatile organic matter efficiently by treating the volatile organic matter in contact with the genetically modified bacteria in the gas phase, and
It is an object of the present invention to propose a method for treating volatile organic substances, which can reduce the carry-out amount of recombinant bacteria in the treated gas and reduce the cost for sterilizing or sterilizing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は次の揮発性有機
物の処理方法である。 (1)揮発性有機物に対する分解能を付与または強化し
た遺伝子組換菌とその栄養源を内蔵するように密閉系の
反応槽を構成し、この反応槽に前記揮発性有機物を含む
ガスを導入して前記組換菌と接触させ、これにより前記
ガス中の揮発性有機物を前記組換菌により分解し、接触
後の処理ガスを除菌または滅菌して系外に排出すること
を特徴とする揮発性有機物の処理方法。 (2)揮発性有機物を含む液体または固体をガスと接触
させて、前記揮発性有機物をガス側に移行させ、これに
より得られる揮発性有機物を含むガスを反応槽に導入し
て処理を行うようにした上記(1)記載の方法。
The present invention is the following method for treating volatile organic substances. (1) A closed reaction vessel is constructed so as to contain a genetically modified bacterium imparting or enhancing the ability to decompose volatile organic matter and its nutrient source, and introducing the gas containing the volatile organic matter into this reaction vessel. Volatile, characterized in that the volatile organic substances in the gas are decomposed by the recombinant bacterium by contact with the recombinant bacterium, and the treated gas after contact is sterilized or sterilized and discharged to the outside of the system. Method of treating organic substances. (2) A liquid or a solid containing a volatile organic substance is brought into contact with a gas to transfer the volatile organic substance to the gas side, and a gas containing the volatile organic substance thus obtained is introduced into a reaction tank for treatment. The method according to (1) above.

【0008】本発明において処理対象となる揮発性有機
物としては、揮発性であればよく、クロロメタン類、ク
ロロエチレン類、クロロベンゼン類等のハロゲン化炭化
水素が処理に適しているが、アルデヒド類その他の揮発
性物質でもよい。このような揮発性有機物は難生物分解
性のものが好ましいが、易生物分解性のものでもよい。
The volatile organic substance to be treated in the present invention may be volatile, and halogenated hydrocarbons such as chloromethanes, chloroethylenes and chlorobenzenes are suitable for treatment, but aldehydes and others It may be a volatile substance. Such a volatile organic substance is preferably a biodegradable one, but may be an easily biodegradable one.

【0009】上記の揮発性有機物はガスに含まれた状態
で遺伝子組換菌と接触させて処理するが、水、土壌等の
液体または固体(スラリー、ゲルなどを含む)中に含ま
れる場合には、揮発性有機物を含む液体または固体をガ
スと接触させることにより、揮発性有機物を放散させて
ガス側に移行させ、これにより得られる揮発性有機物を
含むガスを組換菌と接触させて処理する。
The above-mentioned volatile organic matter is treated by contacting it with a genetically modified bacterium in a state of being contained in gas, but when it is contained in liquid or solid (including slurry, gel, etc.) such as water or soil. Is a process in which a liquid or solid containing volatile organic matter is contacted with a gas to dissipate the volatile organic matter and transfer it to the gas side, and the resulting gas containing volatile organic matter is contacted with a recombinant bacterium. To do.

【0010】本発明の処理に用いる遺伝子組換菌は、遺
伝子組換により揮発性有機物に対する分解能を付与また
は強化した菌である。このような組換菌としては、他の
菌から揮発性有機物分解酵素を構成的に発現させる遺伝
子や、このような遺伝子を常に発現させる発現プロモー
タ等を導入して形質転換した菌、あるいはリプレッサー
遺伝子を欠損させた菌などがあげられる。宿主となる菌
自体が例えば染色体中に上記の遺伝子を持つ場合でも、
このような遺伝子と、自律的複製に必要な遺伝子および
複製開始部位を含む広宿主域複製領域とを結合させたプ
ラスミドを導入することにより、揮発性有機物分解性能
を付与または強化することができる。
The genetically modified bacterium used in the treatment of the present invention is a bacterium to which the ability to decompose volatile organic substances is imparted or enhanced by genetic recombination. Such a recombinant bacterium includes a gene constitutively expressing a volatile organic compound-degrading enzyme from another bacterium, a bacterium transformed by introducing an expression promoter or the like that constantly expresses such a gene, or a repressor. Examples include bacteria with a deleted gene. Even if the host bacterium itself has the above gene in its chromosome,
By introducing a plasmid in which such a gene is combined with a gene necessary for autonomous replication and a broad host range replication region containing a replication initiation site, volatile organic compound degrading performance can be imparted or enhanced.

【0011】クロロエチレン類等のハロゲン化炭化水素
を処理する場合、前述の特表平2−503866号に記
載されているトルエンモノオキシナーゼ遺伝子を導入し
た遺伝子組換菌、その他のハロゲン化炭化水素分解能を
付与または強化した遺伝子組換菌を用いて処理を行うこ
とができる。この場合、好ましい組換菌としては、シュ
ードモナス プチダ KWI−9(Pseudomon
as putidaKWI−9)菌株染色体DNA由来
のフェノールハイドロキシラーゼ遺伝子と、薬剤耐性遺
伝子と、グラム陰性細菌内における自律的複製に必要な
遺伝子および複製開始部位を含む広宿主域複製領域とを
有し、グラム陰性細菌内で複製可能な組換プラスミドを
宿主細菌に導入した遺伝子組換菌があげられ、この菌を
用いてトリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素を効
率よく分解することができる。
When treating halogenated hydrocarbons such as chloroethylenes, genetically engineered bacteria into which the toluene monooxynase gene described in the above-mentioned JP-A-2-503866 is introduced, and other halogenated hydrocarbons. The treatment can be carried out by using a genetically modified bacterium having imparted or enhanced resolution. In this case, preferred recombinant bacteria include Pseudomonas putida KWI-9 ( Pseudomon).
as putida KWI-9) strain chromosomal DNA-derived phenol hydroxylase gene, a drug resistance gene, a gene necessary for autonomous replication in Gram-negative bacteria and a broad host range replication region containing a replication initiation site, An example is a genetically modified bacterium in which a recombinant plasmid capable of replication in Gram-negative bacteria has been introduced into a host bacterium, and this bacterium can be used to efficiently decompose halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene.

【0012】上記のフェノールハイドロキシラーゼ遺伝
子は、シュードモナス プチダ KWI−9菌株等の染
色体DNAから分離される下記制限酵素地図〔1〕で示
されるDNA断片に含まれる。
The above-mentioned phenol hydroxylase gene is contained in the DNA fragment represented by the following restriction enzyme map [1] which is isolated from the chromosomal DNA of Pseudomonas putida KWI-9 strain and the like.

【0013】[0013]

【化1】 (地図中、C23Oはカテコール2,3−オキシゲナー
ゼ遺伝子の一部、PHはフェノールハイドロキシラーゼ
遺伝子を示す。)
[Chemical 1] (In the map, C23O is a part of the catechol 2,3-oxygenase gene, and PH is the phenol hydroxylase gene.)

【0014】シュードモナス プチダ KWI−9菌株
は、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所に、
FERM P−13109の微生物受託番号で寄託され
ており、その菌株的性質および培養方法等については特
願平4−228169号に記載されている。
The Pseudomonas putida KWI-9 strain was transferred to the Institute of Biotechnology, Institute of Biotechnology, Ministry of International Trade and Industry,
It has been deposited under the microorganism accession number of FERM P-13109, and its bacterial properties and culture method are described in Japanese Patent Application No. 4-228169.

【0015】前記DNA断片は、制限酵素StuIない
SmaIサイトで切断した断片であり、下記制限酵素
に対し、次の切断部位を有する。 制限酵素 切断部位数Sac I 1Sal I 1Hin dIII 1Eco RI 1 上記制限酵素の相対的な切断部位は、複数の制限酵素で
完全消化し、生成したDNA断片をアガロースゲル電気
泳動で解析することにより求めることができる。
The DNA fragment is a fragment cleaved at the restriction enzyme Stu I or Sma I site and has the following cleavage sites for the following restriction enzymes. Restriction enzyme number of cleavage sites Sac I 1 Sal I 1 Hin dIII 1 Eco RI 1 The relative cleavage sites of the above restriction enzymes are completely digested with a plurality of restriction enzymes, and the generated DNA fragment is analyzed by agarose gel electrophoresis. Can be obtained by

【0016】前記DNA断片は、シュードモナス プチ
ダ KWI−9菌株の染色体DNAを制限酵素で切断し
て得られる次の2つのDNA断片を結合した8.5kb
のDNA断片中に存在する(図5参照)。Hin dIIIで切断して得られる10kbのDNA断
片(図3参照):このDNA断片の2.3kbのEco
RIサイトないし4.8kbのSalIサイトの間にカ
テコール2,3オキシゲナーゼ(C23O)遺伝子が存
在している。このDNA断片を含む形質転換体はC23
Oによりカテコールを黄変させるので、容易に検出でき
る。
The above-mentioned DNA fragment is an 8.5 kb product obtained by ligating the following two DNA fragments obtained by cleaving the chromosomal DNA of Pseudomonas putida KWI-9 strain with a restriction enzyme.
Present in the DNA fragment (see FIG. 5). DNA fragments of 10kb obtained by cutting with Hin dIII (see Fig. 3): Eco of 2.3kb of DNA fragment
The catechol 2,3 oxygenase (C23O) gene is present between the RI site and the Sal I site of 4.8 kb. The transformant containing this DNA fragment was C23.
Since catechol turns yellow by O, it can be easily detected.

【0017】EcoRIで切断して得られる6.0k
bのDNA断片(図4参照):このDNA断片の3.7
kbのHindIIIサイトないし6.0kbのEco
Iサイト部分は、のDNA断片の0kbのHindII
Iサイトないし2.3kbのEcoRIサイト部分と重
複している。すなわちのDNA断片の0kbのEco
RIサイトないし3.7kbのHindIIIサイトは、
のDNA断片の上流部分である。のDNA断片は、
両者の重複部分をプローブとしてサウザンハイブリダイ
ゼイションにより分離できる。
6.0k obtained by cutting with Eco RI
DNA fragment of b (see FIG. 4): 3.7 of this DNA fragment
It does not Hin dIII site of kb 6.0kb of Eco R
I site part, of the DNA fragment Hin of 0kb dII
It overlaps with the I site or the 2.3 kb Eco RI site part. That is, the 0 kb Eco of the DNA fragment
RI site to Hin dIII site of 3.7kb is,
Is an upstream portion of the DNA fragment of DNA fragment of
It can be separated by Southern hybridization using the overlapping portion of both as a probe.

【0018】前記DNA断片を含む8.5kbのDNA
断片は、上記のDNA断片の0kbのHindIIIサ
イトないし4.8kbのSalIサイト断片に、その上
流部分としてのDNA断片の0kbのEcoRIサイ
トないし3.7kbのHindIIIサイト断片を結合さ
せるか、またはのDNA断片の下流に、のDNA断
片の2.3kbのEcoRIサイトないし4.8kbの
SalIサイト断片を連結させることにより得られる。
前記DNA断片は、上記8.5kbのDNA断片をSt
IおよびSmaIサイトで切断した断片として得られ
る。
8.5 kb DNA containing the above DNA fragment
The fragment binds the 0 kb Hin dIII site to the 4.8 kb Sal I site fragment of the above DNA fragment to the 0 kb Eco RI site to the 3.7 kb Hin dIII site fragment of the upstream DNA fragment Downstream of the DNA fragment of, or, the 2.3 kb Eco RI site or 4.8 kb of the DNA fragment of
It can be obtained by ligating Sal I site fragments.
As the DNA fragment, the 8.5 kb DNA fragment described above is St
Obtained as a fragment cleaved at the u I and Sma I sites.

【0019】前記組換プラスミドはシュードモナス プ
チダ KWI−9菌株染色体DNA由来のフェノールハ
イドロキシラーゼ遺伝子を有している。この遺伝子から
形成されるフェノールハイドロキシラーゼは、トリクロ
ロエチレンを分解するので、本発明の組換プラスミドを
宿主細菌に導入して形質転換し、得られた遺伝子組換菌
を用いてトリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素を
分解することができる。
The recombinant plasmid has a phenol hydroxylase gene derived from Pseudomonas putida KWI-9 strain chromosomal DNA. Phenol hydroxylase formed from this gene degrades trichlorethylene, so the recombinant plasmid of the present invention is introduced into a host bacterium for transformation, and the obtained recombinant bacterium is used to halogenate carbonized trichloroethylene or the like. Can decompose hydrogen.

【0020】前記組換プラスミドは、次のDNA断片を
リガーゼで連結して構築することができる。 広宿主域複製領域を含むDNA断片 薬剤耐性遺伝子(マーカー) シュードモナス プチダ KWI−9菌株染色体DN
A由来のフェノールハイドロキシラーゼ遺伝子
The above recombinant plasmid can be constructed by ligating the following DNA fragments with ligase. DNA fragment containing broad host range replication region Drug resistance gene (marker) Pseudomonas putida KWI-9 strain chromosome DN
Phenol hydroxylase gene from A

【0021】広宿主域複製領域は、組換プラスミドがグ
ラム陰性細菌内で独立して増殖し、安定して保持される
のに必要な遺伝子領域であり、プラスミドRSF101
0由来のもの等を採用することができるが、これに限定
されない。RSF1010はグラム陰性細菌内における
自律的複製に必要な遺伝子および複製開始部位を含み、
約5.8kbのDNA領域に集中して存在する。この領
域はRSF1010だけでなく、pKT240、pMM
B22等のプラスミドから制限酵素等の核酸分解酵素を
用いて分離することができる。
The broad host range replication region is a gene region required for the recombinant plasmid to grow independently and stably be maintained in Gram-negative bacteria.
However, it is not limited to this. RSF1010 contains the genes and origin of replication required for autonomous replication in Gram-negative bacteria,
It is concentrated in a DNA region of about 5.8 kb. This area is not only for RSF1010, but also for pKT240, pMM
It can be separated from a plasmid such as B22 using a nuclease such as a restriction enzyme.

【0022】薬剤耐性遺伝子としては、クロラムフェニ
コール耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、カナマイ
シン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子等が採用
でき、pACYC184、pKK223−3、pTrc
99A、pKT240等のプラスミドから分離できる。
シュードモナス プチダ KWI−9菌株染色体DNA
由来のフェノールハイドロキシラーゼ遺伝子としては、
前記本発明のDNA断片が使用できる。
As the drug resistance gene, chloramphenicol resistance gene, ampicillin resistance gene, kanamycin resistance gene, tetracycline resistance gene and the like can be adopted, and pACYC184, pKK223-3, pTrc.
It can be isolated from plasmids such as 99A and pKT240.
Pseudomonas putida KWI-9 strain chromosomal DNA
As the derived phenol hydroxylase gene,
The DNA fragment of the present invention can be used.

【0023】前記組換プラスミドは、種々の異なるプロ
モーター・ターミネーター系を介してフェノールハイド
ロキシラーゼを発現させることができる。このため、ト
リクロロエチレン分解能の向上がプロモーターの改良に
より容易に行うことができる。また、lacIq等のリ
プレッサー遺伝子を組込むことにより、イソプロピルチ
オガラクトシド(IPTG)等の誘導物質により制御が
可能となる。従って、フェノール、トルエンの添加は不
要である。さらに、リプレッサー遺伝子を欠損させるこ
とにより、誘導物質の添加が不要になり、フェノールハ
イドロキシラーゼを構成酵素として作用させることも可
能であり、このため長時間にわたってトリクロロエチレ
ン分解能を維持できる。lacIq遺伝子・プロモータ
ー・オペレーター・ターミネーター系は、pTrc99
A等のプラスミドから制限酵素等の核酸分解酵素を用い
て分離することができる。
The recombinant plasmid can express phenol hydroxylase via various different promoter-terminator systems. Therefore, the improvement of trichlorethylene decomposing ability can be easily performed by improving the promoter. Further, by incorporating a repressor gene such as lacIq, it becomes possible to control by an inducer such as isopropylthiogalactoside (IPTG). Therefore, addition of phenol and toluene is unnecessary. Furthermore, by deleting the repressor gene, it is not necessary to add an inducer, and it is possible to cause phenol hydroxylase to act as a constitutive enzyme. Therefore, trichlorethylene degrading ability can be maintained for a long time. The lacIq gene / promoter / operator / terminator system is pTrc99.
It can be separated from a plasmid such as A using a nucleolytic enzyme such as a restriction enzyme.

【0024】組換プラスミドの宿主への導入は、エレク
トロポーレーション法、カルシウムおよびルビジウム処
理による方法、ヘルパープラスミドを用いた伝達による
方法等によって、極めて容易に行うことが可能である。
宿主としては、組換プラスミドが安定に維持されるグラ
ム陰性細菌が利用されるが、好ましくはシュードモナス
属細菌、中でもシュードモナス プチダ KWI−9菌
株およびその変異株等が望ましい。
The recombinant plasmid can be introduced into the host very easily by electroporation, calcium and rubidium treatment, transfer using a helper plasmid, and the like.
Gram-negative bacteria, in which the recombinant plasmid is stably maintained, are used as the host. Pseudomonas bacteria are preferable, and Pseudomonas putida KWI-9 strain and mutants thereof are preferable.

【0025】このようにして組換プラスミドを導入して
形質転換した遺伝子組換菌を用いてトリクロロエチレン
等のハロゲン化炭化水素を分解することができる。トリ
クロロエチレン等のハロゲン化炭化水素の分解は、栄養
源を含む培地中で組換菌を好気的に培養した状態で、ハ
ロゲン化炭化水素を含むガスと接触させる等の方法によ
り行うことができ、これにより完全に脱ハロゲン化でき
る。
The genetically modified bacterium transformed by introducing the recombinant plasmid in this manner can be used to decompose halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene. Decomposition of halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene can be carried out by a method of contacting with a gas containing halogenated hydrocarbon in a state where the recombinant bacterium is aerobically cultured in a medium containing a nutrient source, This allows complete dehalogenation.

【0026】組換プラスミドを導入した遺伝子組換菌
は、宿主の生育に適した条件で行われるが、炭素源およ
び窒素源としてペプトン、トリプトン、酵母エキス等、
無機塩として塩化ナトリウム、塩化カリウム等を用い、
培地のpH5〜8.5、好ましくは6〜7、温度15〜
35℃、好ましくは30℃前後で好気的に培養すること
ができる。
The genetically engineered bacterium into which the recombinant plasmid has been introduced is carried out under conditions suitable for the growth of the host, and peptone, tryptone, yeast extract, etc. as carbon and nitrogen sources,
Using sodium chloride, potassium chloride, etc. as inorganic salts,
PH of medium 5 to 8.5, preferably 6 to 7, temperature 15 to
It can be cultivated aerobically at 35 ° C, preferably around 30 ° C.

【0027】こうして培養することにより、遺伝子組換
菌は増殖するので、増殖した組換菌とその栄養源(エネ
ルギー源を含む)とを内蔵するように密閉系の反応槽を
構成して処理を行う。この場合栄養源としては、上記の
培地をそのまま使用することができる。このため増殖し
た菌体を含む培養液をそのまま反応槽に供給することも
できるが、菌体を分離して反応槽に供給してもよい。
By culturing in this way, the genetically modified bacterium grows. Therefore, a closed reaction vessel is constructed so that the grown recombinant bacterium and its nutritional source (including energy source) are built in and treated. To do. In this case, the above medium can be used as it is as a nutrient source. Therefore, the culture solution containing the grown bacterial cells can be directly supplied to the reaction tank, but the bacterial cells may be separated and supplied to the reaction tank.

【0028】反応槽は遺伝子組換菌と栄養源とを含む培
養液をそのまま貯留してもよいが、粒状物、繊維状物等
の空隙率の大きい充填材に菌体を担持させて充填層を構
成することもできる。いずれの場合も、反応槽は密閉系
とし、菌体が大気中等に放出されないような構成とす
る。
The reaction tank may store the culture solution containing the genetically modified bacteria and the nutrient source as it is, but it is a packed bed obtained by supporting the bacterial cells on a packing material having a large porosity such as granular material or fibrous material. Can also be configured. In any case, the reaction tank should be a closed system so that the cells are not released into the atmosphere.

【0029】揮発性有機物の処理方法は、揮発性有機物
を含むガスを上記生物反応槽に導入し、遺伝子組換菌と
接触させ、揮発性有機物を分解する。このとき組換菌は
揮発性有機物に対する分解能が付与または強化されてい
るため、揮発性有機物は効率よく分解される。
In the method for treating volatile organic substances, a gas containing volatile organic substances is introduced into the biological reaction tank and brought into contact with the genetically modified bacteria to decompose the volatile organic substances. At this time, the recombinant bacterium is imparted with or enhanced the ability to decompose volatile organic substances, so that the volatile organic substances are efficiently decomposed.

【0030】接触後の処理ガスは除菌フィルタを通して
遺伝子組換菌を除菌し、あるいは滅菌装置で滅菌して系
外に排出する。除菌フィルタとしては、ミリポアフィル
タ等のメンブレンフィルタや繊維フィルタなど、滅菌装
置としては、加熱または紫外線照射滅菌装置などがあげ
られる。
The treated gas after contact is sterilized by a sterilization filter to remove the genetically modified bacteria, or sterilized by a sterilizer and discharged to the outside of the system. Examples of the sterilization filter include a membrane filter such as a millipore filter and a fiber filter, and examples of the sterilization device include a heating or ultraviolet irradiation sterilization device.

【0031】遺伝子組換菌を密閉系の反応槽に内蔵して
ガスと接触させると、菌体は反応槽内に閉込められるた
め、液体または固体と接触させる場合に比べて、処理ガ
ス中に持出される菌体の量は少なくなり、除菌または滅
菌の操作も液体または固体と接触させる場合よりも簡単
で、処理コストも低くなる。
When the genetically engineered bacterium is contained in a closed reaction tank and brought into contact with gas, the bacterial cells are confined in the reaction tank. The amount of bacterial cells taken out is small, the sterilization or sterilization operation is simpler than the case of contacting with liquid or solid, and the processing cost is also low.

【0032】密閉系で処理を行っていると、遺伝子組換
菌の活性が低下するが、栄養源(特にエネルギー源)を
補給して活性を持続させ、処理を継続させることができ
る。このとき槽内液を少しずつ抜出すことにより、代謝
物および増殖した菌体を取出し、滅菌等の処理を行って
系外に排出する。
When the treatment is carried out in a closed system, the activity of the genetically modified bacterium is reduced, but it is possible to continue the treatment by supplementing the nutrient source (particularly the energy source) to maintain the activity. At this time, the metabolites and the proliferated bacterial cells are taken out by gradually withdrawing the liquid in the tank, sterilized and the like and discharged to the outside of the system.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1および図2はそれぞれ異なる実施例による処
理方法を示すフローシートである。図中、1は放散塔、
2は入口フィルタ、3は反応槽、4は出口フィルタであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are flow sheets showing a processing method according to different embodiments. In the figure, 1 is a diffusion tower,
2 is an inlet filter, 3 is a reaction tank, and 4 is an outlet filter.

【0034】図1では放散塔1に流路5aから被処理液
6を導入して滞留させ、流路7aからガスを導入してガ
ス供給器8から液中に散気し、液中の揮発性有機物を放
散させて、ガス側に移行させる。処理液は流路5bから
系外に排出する。揮発性有機物を含む被処理ガスは流路
7bから入口フィルタ2を通り、流路7cから反応槽3
に供給する。入口フィルタ2は反応槽3からの液が逆流
したときに除菌するように設けられている。
In FIG. 1, the liquid 6 to be treated is introduced into the stripping tower 1 from the flow path 5a and retained therein, and gas is introduced from the flow path 7a to diffuse gas into the liquid from the gas supply device 8 to volatilize the liquid. Disperse the organic organic matter and transfer it to the gas side. The processing liquid is discharged from the system through the flow path 5b. The gas to be treated containing volatile organic substances passes through the flow path 7b, the inlet filter 2, and the flow path 7c to the reaction tank 3.
Supply to. The inlet filter 2 is provided so as to remove bacteria when the liquid from the reaction tank 3 flows backward.

【0035】反応槽3は密閉系とされ、流路9aを通し
て遺伝子組換菌と栄養源とを含む培養液を導入して滞留
させ、その後栄養源を流路9aから連続的に供給し、槽
内液11の一部を流路9bから引抜き、被処理ガスをガ
ス供給器12から散気し、培養液中の菌体と接触させ
る。このとき菌体は培養液中の栄養源を摂取して増殖す
るが、同時に被処理ガスから液相に移行する揮発性有機
物を分解する。接触後の処理ガスは流路7dから出口フ
ィルタ4を通して除菌し、流路7eから系外に排出す
る。流路9bから引抜く槽内液は、オートクレーブ等に
より滅菌して系外に排出する。
The reaction tank 3 is a closed system, and the culture solution containing the genetically modified bacteria and the nutrient source is introduced and retained through the channel 9a, and then the nutrient source is continuously supplied from the channel 9a. A part of the internal solution 11 is drawn out from the flow path 9b, and the gas to be treated is diffused from the gas supplier 12 and brought into contact with the bacterial cells in the culture solution. At this time, the bacterial cells ingest the nutrient source in the culture solution and proliferate, but at the same time, decompose the volatile organic substances that migrate from the gas to be treated to the liquid phase. The treated gas after the contact is sterilized from the channel 7d through the outlet filter 4 and discharged from the channel 7e to the outside of the system. The liquid in the tank drawn out from the flow path 9b is sterilized by an autoclave or the like and discharged to the outside of the system.

【0036】図2では放散塔1の内部に充填材層15を
設け、被処理液を散液器16から散液して、ガス供給器
8から供給されるガスと接触し、揮発性有機物の放散を
行う。また反応槽3内には多段に充填材層17を設け
て、充填材に遺伝子組換菌を担持させておき、栄養源を
含む槽内液11の一部を、流路9aから補給される栄養
源とともに、循環路18からポンプ19により循環し
て、散液器20から散液し、流路7cから供給される被
処理ガスを上昇させて、充填材に担持された遺伝子組換
菌と接触させ処理を行う。他の操作は図1の場合と同様
である。
In FIG. 2, a packing material layer 15 is provided inside the stripping tower 1, a liquid to be treated is sprinkled from a sprinkler 16 and is brought into contact with a gas supplied from a gas supply device 8 to generate a volatile organic substance. Disperse. In addition, a packing material layer 17 is provided in multiple stages in the reaction tank 3, the packing material is made to carry the genetically modified bacteria, and a part of the tank liquid 11 containing the nutrient source is replenished from the channel 9a. Along with the nutrient source, it is circulated by the pump 19 from the circulation path 18 to be sprinkled from the sprinkler 20 to raise the gas to be treated supplied from the flow path 7c, and the genetically modified bacteria carried on the packing material. Contact it for processing. Other operations are the same as in the case of FIG.

【0037】以上の操作により被処理液中の揮発性成分
は放散塔1においてガス中に放散し、この揮発性成分を
含むガスが反応槽3において遺伝子組換菌に分解され
る。そして処理ガスは容易に気液または気固分離できる
ため、処理ガス中に混入する菌体は、液体または固体の
状態で処理する場合よりも少なくなる。また除菌フィル
タの操作圧は液体または固体の場合に比べて気体の場合
は低いから、容易に除菌することができ、処理コストは
液体または固体の状態で処理する場合よりも低くなる。
By the above operation, the volatile components in the liquid to be treated are diffused into the gas in the stripping tower 1, and the gas containing the volatile components is decomposed into the genetically modified bacteria in the reaction tank 3. Further, since the processing gas can be easily separated into gas and liquid or gas and solid, the number of bacterial cells mixed in the processing gas is smaller than that in the case of processing in a liquid or solid state. Further, since the operating pressure of the sterilization filter is lower in the case of gas than in the case of liquid or solid, sterilization can be easily performed, and the treatment cost is lower than that in the case of treatment in the liquid or solid state.

【0038】なお上記の説明は液体または固体中に揮発
性物質が含まれる場合について述べたが、揮発性有機物
がガス中に含まれた状態で汚染源から排出されるとき
は、そのまま遺伝子組換菌と接触させて処理することが
できる。
Although the above description has described the case where a volatile substance is contained in the liquid or solid, when the volatile organic substance is discharged from the pollution source in the state of being contained in the gas, the genetically modified bacterium is directly used. Can be contacted with and treated.

【0039】試験例 次に本発明の試験例について説明する。試験例で使用し
たプラスミドおよび微生物は次の通りである。 1)pKK223−3 タンパク質の発現に用いられる発現ベクター。lacリ
プレッサーにより調節されうる強力なtacプロモータ
ーを有し、IPTG等の誘導物質がlacリプレッサー
を不活性にすると、転写を誘発する。tacプロモータ
ーのすぐ下流にはマルチクローニングサイト(MCS)
および強力なrrnリボソームターミネーターが存在し
ている。このプラスミドはファルマシア社から市販され
ており、製品コード番号は27−4935−01であ
る。
Test Example Next, a test example of the present invention will be described. The plasmids and microorganisms used in the test examples are as follows. 1) An expression vector used for expressing the pKK223-3 protein. It has a strong tac promoter that can be regulated by the lac repressor and induces transcription when an inducer such as IPTG inactivates the lac repressor. Multiple cloning site (MCS) immediately downstream of tac promoter
And a strong rrn ribosomal terminator is present. This plasmid is commercially available from Pharmacia and has the product code number 27-4935-01.

【0040】2)pTrc99A pKK233−2の誘導体であり、強力なtrcプロモ
ーターのすぐ下流には長いマルチクローニングサイトお
よび強力なターミネーター(rrB)が存在している。
またpKK233−2にはないlacIq(lacリプ
レッサーの強力なもの)遺伝子を含むため、lacリプ
レッサーが欠損するcoliを宿主として使用する
ことができる。trcプロモーターは、IPTGの添加
により誘発される。なおマルチクローニングサイトの
coI制限酵素切断部位には翻訳開始コドンATGを有
しており、このコドンが欠損している遺伝子を挿入して
も発現可能である。このプラスミドはファルマシア社か
ら市販されており、製品コード番号は27−5007−
01である。
2) A derivative of pTrc99A pKK233-2, which has a long multi-cloning site and a strong terminator (rrB) immediately downstream of the strong trc promoter.
Also no lacIq (powerful ones of the lac repressor) in pKK233-2 for containing the gene, E the lac repressor is lost. E. coli can be used as a host. The trc promoter is driven by the addition of IPTG. N of the multi-cloning site
The coI restriction enzyme cleavage site has a translation initiation codon ATG, and it can be expressed by inserting a gene lacking this codon. This plasmid is commercially available from Pharmacia and has a product code number of 27-5007-.
01.

【0041】3)pACYC184 大腸菌のクローニングベクターで、4244bpの大き
さを有する。EcoRIサイトの最初のグアニン(G)
をヌクレオチド配列の1番目とすると、テトラサイクリ
ン耐性遺伝子を1580〜2770番目、クロラムフェ
ニコール耐性遺伝子(Cm)を3804〜219番目に
有する。
3) pACYC184 E. coli cloning vector having a size of 4244 bp. The first guanine (G) on the Eco RI site
Is the 1st in the nucleotide sequence, it has a tetracycline resistance gene at 1580 to 2770th position and a chloramphenicol resistance gene (Cm) at 3804th to 219th position.

【0042】4)pKT240 プラスミドRSF1010由来の広宿主域複製領域を有
し、多くのグラム陰性細菌内で安定して維持可能な1
2.9kbのプラスミドである。アンピシリン耐性遺伝
子とカナマイシン耐性遺伝子とを持っている。ATCC
から市販されている。ATCC No.37258(A
TCC Catalogue of Recombin
ant DNA Materials 2nd edi
tion,1991)。
4) It has a broad host range replication region derived from pKT240 plasmid RSF1010 and can be stably maintained in many Gram-negative bacteria.
It is a 2.9 kb plasmid. It has an ampicillin resistance gene and a kanamycin resistance gene. ATCC
Is commercially available from. ATCC No. 37258 (A
TCC Catalog of Recombin
ant DNA Materials 2nd edi
Tion, 1991).

【0043】5)大腸菌DH5α 大きなプラスミドにより形質転換されやすい。ベセスダ
・リサーチ社(BRL)から市販されている。品番は8
262SA。 6)シュードモナス プチダ KWI−9菌株 フェノール資化能を有し、トルエン資化能を有さないト
リクロロエチレン分解性菌株であり、前記微生物受託番
号で寄託されている。トリクロロエチレン分解性はフェ
ノールの共存により著しく阻害される。
5) E. coli DH5α Easily transformed by a large plasmid. Commercially available from Bethesda Research, Inc. (BRL). Product number is 8
262 SA. 6) Pseudomonas putida KWI-9 strain A trichlorethylene-degrading strain that has a phenol-utilizing ability and not a toluene-utilizing ability, and has been deposited under the above-mentioned microorganism deposit number. Degradability of trichlorethylene is significantly inhibited by the coexistence of phenol.

【0044】試験例1 シュードモナス プチダ KWI−9菌株の生産するフ
ェノールハイドロキシラーゼがトリクロロエチレンを分
解していると考え、またC23Oの遺伝子が一つのオペ
ロン中でフェノールハイドロキシラーゼ遺伝子と共存
し、かつC23Oの遺伝子の上流にフェノールハイドロ
キシラーゼ遺伝子が存在すると考え、C23Oをマーカ
ーにしてフェノールハイドロキシラーゼ遺伝子の分離を
試みた。なお、C23Oはカテコールを2−ヒドロキシ
ムコニックセミアルデヒド(2−Hydroxymuc
onic semialdehyde)に酸化し、黄変
させる。
Test Example 1 It is considered that the phenol hydroxylase produced by Pseudomonas putida KWI-9 strain is degrading trichlorethylene, and the C23O gene coexists with the phenol hydroxylase gene in one operon and the C23O gene is present. It was considered that the phenol hydroxylase gene was present in the upper stream of the enzyme, and an attempt was made to separate the phenol hydroxylase gene using C23O as a marker. In addition, C23O is catechol as 2-hydroxymuconic semialdehyde (2-Hydroxymuc).
It oxidizes to onic semidehyde) and turns yellow.

【0045】大腸菌DH5αの液体培養にはLB培地を
用い、培養温度は37℃に設定した。抗生物質はアンピ
シリンとクロラムフェニコールをそれぞれ100μg/
ml、50μg/mlの濃度で使用した。大腸菌DH5
αへのプラスミドの導入は、Hanahanの方法を利
用した。サウザンハイブリダイゼーション法、ライゲー
ション法その他の分子生物学に係わる基本的な手法は、
すべて”Molecular cloning”の第2
版に従った。
LB medium was used for liquid culture of Escherichia coli DH5α, and the culture temperature was set at 37 ° C. Antibiotics are ampicillin and chloramphenicol 100 μg /
ml, used at a concentration of 50 μg / ml. E. coli DH5
The method of Hanahan was used for the introduction of the plasmid into α. The Southern hybridization method, the ligation method, and other basic methods related to molecular biology are
Second of all "Molecular cloning"
According to the edition.

【0046】HindIIIで切断し、5’末端を脱リン
酸化処理したpKK223−3に、シュードモナス プ
チダ KWI−9菌株の染色体を制限酵素HindIII
で切断したDNA断片を組込んだ。このプラスミドを大
腸菌DH5αに導入し、形質転換した。この結果、約1
2000のコロニーが得られ、そのうち9個のコロニー
がカテコールのスプレーにより黄変した。これらの形質
転換体は、すべて同じ10kbのDNA断片を組込んで
いた。このDNA断片を含むプラスミドの制限酵素地図
を図3に示す。このDNA断片には、2.3kbのEc
RIサイトないしSalIサイトの間にC23O遺伝
子が存在した。
[0046] was cleaved with Hin dIII, 5 'to the ends were dephosphorylated processing pKK223-3, Pseudomonas putida KWI-9 limits the chromosome of strain enzyme Hin dIII
The DNA fragment cleaved with was incorporated. This plasmid was introduced into Escherichia coli DH5α and transformed. As a result, about 1
2000 colonies were obtained, of which 9 colonies turned yellow by spraying with catechol. All of these transformants incorporated the same 10 kb DNA fragment. A restriction enzyme map of the plasmid containing this DNA fragment is shown in FIG. This DNA fragment contains 2.3 kb of Ec
o The C23O gene was present between the RI site and the Sal I site.

【0047】上記10kbのHindIII DNA断片
を組込んだpKK223−3を大腸菌DH5αに導入
し、この大腸菌によるフェノールの分解試験を行った
が、フェノールは全く分解されなかった。そこで下記の
操作により、さらに上流のDNA断片を取得した。
[0047] The pKK223-3 incorporating the Hin dIII DNA fragments of the above 10kb was introduced into E. coli DH5α, were subjected to the decomposition test of phenol by this E. coli, phenol was not degraded at all. Therefore, a further upstream DNA fragment was obtained by the following procedure.

【0048】シュードモナス プチダ KWI−9菌株
の染色体をEcoRIで切断し、アガロースゲルで電気
泳動にかけ、6.0kbのDNA断片を含むアガロース
ゲル部分を切出した。この中に含まれるDNA断片を第
一化学薬品社製のDNAセル(DNA CELL、商
標)により取出した。この6.0kbのEcoRI D
NA断片をpTrc99AのEcoRIサイトに組込
み、約14000の形質転換体を得た。その中の300
をランダムに選び、前記10kbのHindIIIDNA
断片の0kbのHindIIIサイトないし2.3kbの
EcoRIサイトまでをプローブとして、サウザンハイ
ブリダイゼーションを行った。その結果、6.0kbの
EcoRI DNA断片が組込まれたプラスミドを持つ
形質転換体が得られた。このプラスミドの制限酵素地図
を図4に示す。このプラスミドには、前記10kbの
indIII DNA断片の0kbのHindIIIサイトが
3.7kbの位置に存在した。
The chromosome of Pseudomonas putida KWI-9 strain was digested with Eco RI and electrophoresed on an agarose gel to excise an agarose gel portion containing a 6.0 kb DNA fragment. The DNA fragment contained in this was taken out by a DNA cell (DNA CELL, trademark) manufactured by Daiichi Pure Chemicals. This 6.0 kb Eco RI D
The NA fragment was incorporated into the Eco RI site of pTrc99A to obtain about 14,000 transformants. 300 of them
10 kb of the Hin dIII DNA
It does not Hin dIII site of 0kb of fragments of 2.3kb
Southern hybridization was performed using up to the Eco RI site as a probe. As a result, 6.0 kb
A transformant having a plasmid incorporating the Eco RI DNA fragment was obtained. The restriction enzyme map of this plasmid is shown in FIG. This plasmid contains 10 kb of H
The 0 kb Hin dIII site of the in dIII DNA fragment was present at the 3.7 kb position.

【0049】上記二種類のDNA断片(10kbのHi
dIII DNA断片、6.0kbのEcoRI DN
A断片)を図5に示すように結合させ、下流部位はC2
3O遺伝子を含むSalIサイトまでの8.5kbのD
NA断片をpTrc99Aに組込んだ。なお、図5の制
限酵素サイトはpTrc99Aを切断しない制限酵素を
利用して決定したものである。
The above-mentioned two types of DNA fragments (10 kb of Hi
n dIII DNA fragment, Eco RI DN of 6.0kb
A fragment) is ligated as shown in FIG. 5, and the downstream site is C2.
8.5 kb D up to Sal I site containing 3O gene
The NA fragment was incorporated into pTrc99A. The restriction enzyme site in FIG. 5 was determined using a restriction enzyme that does not cleave pTrc99A.

【0050】このプラスミドの上流部位の制限酵素サイ
トを段階的に削除し、種々の長さのプラスミドを作成
し、これらのプラスミドを大腸菌DH5αに導入し、コ
ロニーによるフェノールハイドロキシラーゼおよびC2
3Oの発現試験を行った。C23Oは0.1Mのカテコ
ールを用い、フェノールハイドロキシラーゼの場合は
0.1Mのフェノールを用い、これらをコロニー上に滴
下し、これらのコロニーの色の変化を観察した。フェノ
ールハイドロキシラーゼ遺伝子が正しく組込まれている
場合は、下流にC23O遺伝子が存在するため、フェノ
ールがフェノールハイドロキシラーゼによりカテコール
に酸化された後、続けてC23Oにより黄色の物質が生
成されるため、コロニーは黄変する。このため検出は容
易である。
The restriction enzyme site at the upstream site of this plasmid was deleted stepwise to prepare plasmids of various lengths, which were introduced into Escherichia coli DH5α, and colony-derived phenol hydroxylase and C2 were introduced.
An expression test of 3O was performed. C23O was 0.1 M catechol, and in the case of phenol hydroxylase, 0.1 M phenol was used. These were dropped onto the colonies, and the color change of these colonies was observed. When the phenol hydroxylase gene is correctly integrated, the C23O gene is present in the downstream, so that after phenol is oxidized to catechol by phenol hydroxylase, a yellow substance is continuously produced by C23O. Yellowing. Therefore, the detection is easy.

【0051】なおStuIサイトから遺伝子を発現させ
る場合は次のようにして行った。StuIサイトから遺
伝子を発現させると、大腸菌に生育障害が起こりコロニ
ーが形成されなかったが、これはpTrc99AのNc
IサイトにあるATGより合成されるタンパク質が阻
害の原因であることが判明したので、pTrc99Aの
代りに、pTrc99AからATG部分を取除いた新し
いプラスミドpTrc100を用いて行った。このプラ
スミドは、pTrc99AをNcoIで切断し、露出し
たCATGをMung Bean Nucleaseで
取除いて作成した。
The expression of the gene from the Stu I site was carried out as follows. Expression of the gene from the Stu I site caused growth failure in E. coli and did not form colonies. This was due to the Nc of pTrc99A.
Since it was found that the protein synthesized from ATG at the o I site was the cause of the inhibition, a new plasmid pTrc100 obtained by removing the ATG portion from pTrc99A was used instead of pTrc99A. This plasmid was cut pTrc99A at Nco I, creating the exposed CATG Remove with Mung bean Nuclease.

【0052】発現結果を図6示す。図6から、Stu
サイトないし2番目のSmaIサイトの間にフェノール
ハイドロキシラーゼ遺伝子が、2番目のEcoRIサイ
トないし2番目のSalIサイトの間にC23O遺伝子
が存在することがわかる。なお、フェノールハイドロキ
シラーゼ活性が見られたものは、トリクロロエチレン分
解活性も見られ、フェノールハイドロキシラーゼがトリ
クロロエチレンを分解することが明らかとなった。フェ
ノールハイドロキシラーゼ遺伝子とC23O遺伝子の存
在位置を図7に示す。
The expression results are shown in FIG. From FIG. 6, Stu I
It can be seen that the phenol hydroxylase gene exists between the site and the second Sma I site, and the C23O gene exists between the second Eco RI site and the second Sal I site. It should be noted that those showing phenol hydroxylase activity also showed trichloroethylene degrading activity, and it was revealed that phenol hydroxylase degrades trichlorethylene. Locations of the phenol hydroxylase gene and the C23O gene are shown in FIG.

【0053】次にフェノールハイドロキシラーゼ遺伝子
とC23O遺伝子を含むStuIないし最後のSal
サイトまでのDNA断片(図7参照)を組込んだ組換プ
ラスミドを、シュードモナス プチダ KWI−9菌株
に導入し、遺伝子組換菌を作成した。
Next, Stu I containing the phenol hydroxylase gene and the C23O gene or the last Sal I
A recombinant plasmid incorporating the DNA fragment up to the site (see FIG. 7) was introduced into Pseudomonas putida KWI-9 strain to prepare a recombinant strain.

【0054】シュードモナス プチダ KWI−9菌株
の液体培養には下記SOB培地を使用した。寒天培地は
SOB寒天培地を用いた。抗生物質はアンピシリンとク
ロラムフェニコールをそれぞれ100μg/ml、50
μg/mlの濃度で使用した。培養温度は30℃に設定
した。シュードモナス プチダ KWI−9菌株へのプ
ラスミドの導入はバイオ−ラド(BIO−RAD)社製
のジーンパルサーを利用し、エレクトロポーレーション
法により行った。
The following SOB medium was used for liquid culture of Pseudomonas putida KWI-9 strain. As the agar medium, SOB agar medium was used. Antibiotics were ampicillin and chloramphenicol at 100 μg / ml and 50, respectively.
Used at a concentration of μg / ml. The culture temperature was set to 30 ° C. The introduction of the plasmid into Pseudomonas putida KWI-9 strain was carried out by the electroporation method using Gene Pulser manufactured by Bio-Rad (BIO-RAD).

【0055】SOB培地: バクト(Bacto)トリプトン 20g バクト(Bacto)酵母エキス 5g NaCl 0.5g 250mM KCl 10ml 蒸留水 全量で990mlとする pH 7.0 上記溶液をオートクレーブで殺菌し、室温まで冷却した
後、これとは別のビンでオートクレーブにより殺菌した
2M Mg2+液(1M MgSO4・7H2O+1M M
gCl2・6H2O)を10ml加える。
SOB medium: Bacto tryptone 20 g Bacto yeast extract 5 g NaCl 0.5 g 250 mM KCl 10 ml Distilled water to a total volume of 990 ml pH 7.0 Sterilized by autoclave and cooled to room temperature , 2M Mg 2+ solution sterilized by autoclave in another bottle (1M MgSO 4 · 7H 2 O + 1M M
10 ml of gCl 2 .6H 2 O) is added.

【0056】まず、シュードモナスに多く利用されてい
るRSF1010レプリコンと、pACYC184のク
ロラムフェニコール耐性遺伝子と、pTrc100のt
rcプロモーターからターミネーターまでの部分とを用
いlacIqを欠損したシュードモナス用のプラスミド
pRCT200を調製した。
First, the RSF1010 replicon widely used in Pseudomonas, the chloramphenicol resistance gene of pACYC184, and the t of pTrc100.
A plasmid pRCT200 for Pseudomonas deficient in lacIq was prepared using the part from the rc promoter to the terminator.

【0057】すなわち、pKT240からPvuIIと
stIで切出される約5.8kbのレプリコン部位(こ
のレプリコンはRSF1010のPvuII(bp194
8)〜PstI(bp7768)の部分に相当する)
と、pACYC184のBstBI(bp3716)〜
BsaAI(bp310)の部分をT4DNAポリメラ
ーゼで処理した後、T4DNAリガーゼで連結させ、プ
ラスミドを作成した。次にRSF1010のXmn
(bp2030)サイトを利用し、このプラスミドを切
断し、この部分にT4DNAポリメラーゼで処理したp
Trc100のPvuII(bp4096)〜BspHI
(bp793)(この部分にlacIqは存在しない)
を組込み、新しいプラスミドpRCT200を作成し
た。
[0057] In other words, Pvu II and P from pKT240
about 5.8kb replicon site to be cut out by st I (this replicon of RSF1010 Pvu II (bp194
8) -corresponds to Pst I (bp 7768))
And Bst BI (bp3716) of pACYC184 ~
The BsaAI (bp310) portion was treated with T 4 DNA polymerase and then ligated with T 4 DNA ligase to prepare a plasmid. Next, the Xmn I of RSF1010
This plasmid was cleaved using the (bp2030) site, and p was treated with T 4 DNA polymerase at this site.
Trc100 of Pvu II (bp4096) ~ Bsp HI
(Bp793) (lacIq does not exist in this part)
Was constructed to create a new plasmid pRCT200.

【0058】次に、フェノールハイドロキシラーゼ遺伝
子とC23O遺伝子を含むStuI〜SalIサイトま
でのDNA断片(図7参照)内にBamHIサイトが存
在しないので、このDNA断片の両端にBamHIリン
カーを結合し、単一酵素ですべてのDNA断片が切出せ
るように改良した。そして、pRCT200をBam
Iで切断し、その部分にフェノールハイドロキシラーゼ
遺伝子とC23O遺伝子を含むDNA断片を組込み、図
8に示す新しいプラスミドpNEM201を作成した。
このプラスミドは、lacIqが欠損したものであり、
シュードモナスプチダ KWI−9菌株に導入した場
合、安定に維持された。
Next, since there is no Bam HI site in the DNA fragment from the Stu I to Sal I sites containing the phenol hydroxylase gene and the C23O gene (see FIG. 7), Bam HI linkers are added to both ends of this DNA fragment. It was ligated and modified so that all the DNA fragments could be excised with a single enzyme. Then, replace the pRCT200 with Bam H.
It was cleaved with I, and a DNA fragment containing the phenol hydroxylase gene and the C23O gene was inserted into that portion to prepare a new plasmid pNEM201 shown in FIG.
This plasmid is lacIq deficient,
When introduced into Pseudomonas putida KWI-9 strain, it was stably maintained.

【0059】こうして得られた遺伝子組換菌は誘導物質
(IPTG)を添加しなくてもトリクロロエチレン等の
ハロゲン化炭化水素を分解し、その能力は長時間にわた
って維持される。すなわち、lacIqが存在する場合
には誘導物質が必要であるが、このlacIqを欠損さ
せると、リプレッサーが生成しないため、誘導物質を添
加しなくてもトリクロロエチレン等の分解が可能とな
る。
The recombinant bacterium thus obtained decomposes halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene without adding an inducer (IPTG), and its ability is maintained for a long time. That is, when lacIq is present, an inducer is necessary. However, when this lacIq is deleted, a repressor is not produced, so that trichlorethylene and the like can be decomposed without adding an inducer.

【0060】こうして得られた遺伝子組換菌を50μg
/mlのクロラムフェニコールを含むSOB培地で培養
した菌溶液を、直径6cm、高さ35cmの円筒形の反
応槽に入れ、空気中に50ppmのトリクロロエチレン
を含むガスを10 liter/hrで吹込んで菌体と
接触させ、処理ガスをミリポア社製の除菌フィルタ(マ
イレクス FG50、商標)で除菌した。その結果、処
理ガスのトリクロロエチレンは4〜5ppmとなり、こ
の処理は50時間にわたって安定して行われた。また1
0時間ごとに処理ガスを滅菌水に通し、これをSOB寒
天培地にまき、流出菌の有無を確認したが、流出菌は検
出されなかった。
50 μg of the recombinant bacterium thus obtained
The bacterial solution cultivated in the SOB medium containing 1 / ml of chloramphenicol was placed in a cylindrical reaction tank having a diameter of 6 cm and a height of 35 cm, and a gas containing 50 ppm trichlorethylene was blown into the air at 10 liter / hr. The cells were brought into contact with each other, and the treated gas was sterilized with a sterilization filter (Millex FG50, trademark) manufactured by Millipore. As a result, trichlorethylene as the processing gas became 4 to 5 ppm, and this processing was stably performed for 50 hours. Again 1
The treated gas was passed through sterilized water every 0 hours, and this was spread on an SOB agar medium to confirm the presence or absence of efflux bacteria, but no efflux bacteria were detected.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明では、揮発性有機物をガスに含ま
れた状態で遺伝子組換菌と接触させることにより、効率
よく揮発性有機物を分解するとともに、処理ガス中への
菌体の持出量を少なくし、液体または固体の場合よりも
容易かつ安価に除菌または滅菌することができ、環境汚
染を防止して安定して処理を行うことが可能である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, by contacting a volatile organic substance with a genetically modified bacterium in a state of being contained in a gas, the volatile organic substance is efficiently decomposed and the bacterial cells are taken out into the treated gas. It can be sterilized or sterilized with a small amount and easier and cheaper than the case of liquid or solid, and it is possible to prevent environmental pollution and perform stable treatment.

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

【図1】実施例の処理方法を示すフローシートである。FIG. 1 is a flow sheet showing a processing method of an example.

【図2】他の実施例の処理方法を示すフローシートであ
る。
FIG. 2 is a flow sheet showing a processing method of another embodiment.

【図3】試験例1で作成したプラスミドの制限酵素地図
である。
FIG. 3 is a restriction enzyme map of the plasmid prepared in Test Example 1.

【図4】試験例1で作成したプラスミドの制限酵素地図
である。
FIG. 4 is a restriction enzyme map of the plasmid prepared in Test Example 1.

【図5】試験例1のDNA断片を含むプラスミドの制限
酵素地図である。
FIG. 5 is a restriction enzyme map of a plasmid containing the DNA fragment of Test Example 1.

【図6】試験例1の発現結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing expression results of Test Example 1.

【図7】試験例1のDNA断片を含むDNA断片の制限
酵素地図である。
FIG. 7 is a restriction enzyme map of a DNA fragment containing the DNA fragment of Test Example 1.

【図8】試験例1で作成したプラスミドの制限酵素地図
である。
FIG. 8 is a restriction enzyme map of the plasmid prepared in Test Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放散塔 2 入口フィルタ 3 反応槽 4 出口フィルタ 5a,5b,7a,7b…,9a,9b 流路 6 被処理液 8,12 ガス供給器 15,17 充填材層 16,20 散液器 18 循環路 19 ポンプ 1 Dispersion tower 2 Inlet filter 3 Reaction tank 4 Outlet filter 5a, 5b, 7a, 7b ..., 9a, 9b Flow path 6 Liquid to be treated 8, 12 Gas feeder 15, 17 Filler layer 16, 20 Disperser 18 Circulation Road 19 pump

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年9月8日[Submission date] September 8, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12N 1/00 Q 7236−4B 1/21 7236−4B 9/02 9359−4B //(C12N 1/21 C12R 1:40) (C12N 9/02 C12R 1:40) Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C12N 1/00 Q 7236-4B 1/21 7236-4B 9/02 9359-4B // (C12N 1/21 C12R (1:40) (C12N 9/02 C12R 1:40)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 揮発性有機物に対する分解能を付与また
は強化した遺伝子組換菌とその栄養源を内蔵するように
密閉系の反応槽を構成し、 この反応槽に前記揮発性有機物を含むガスを導入して前
記組換菌と接触させ、 これにより前記ガス中の揮発性有機物を前記組換菌によ
り分解し、 接触後の処理ガスを除菌または滅菌して系外に排出する
ことを特徴とする揮発性有機物の処理方法。
1. A closed reaction vessel is constructed so as to contain a genetically modified bacterium imparting or enhancing the ability to decompose volatile organic substances and its nutrient source, and introducing the gas containing the volatile organic substances into the reaction vessel. Then, the volatile organic matter in the gas is decomposed by the recombinant bacterium, and the treated gas after contact is sterilized or sterilized and discharged to the outside of the system. Treatment method of volatile organic substances.
【請求項2】 揮発性有機物を含む液体または固体をガ
スと接触させて、前記揮発性有機物をガス側に移行さ
せ、これにより得られる揮発性有機物を含むガスを反応
槽に導入して処理を行うようにした請求項1記載の方
法。
2. A liquid or a solid containing a volatile organic substance is brought into contact with a gas to transfer the volatile organic substance to the gas side, and the gas containing the volatile organic substance thus obtained is introduced into a reaction tank for treatment. The method of claim 1, wherein the method is performed.
JP5196460A 1993-08-06 1993-08-06 Method for treating volatile organic matter Pending JPH0746984A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010080789A (en) * 1999-12-29 2001-08-25 조 정 래 The Purification Method of Oil-Contaminated Soil
JP2017023953A (en) * 2015-07-23 2017-02-02 株式会社東芝 Processing unit and processing method
JP2017176167A (en) * 2016-03-28 2017-10-05 株式会社ジック Filter for germ-free animal breeding device, sterilization can, and conveyance can

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