長浜生物大學前緣生物科學系的石川聖人副教授和名古屋大學研究生院工學研究科的堀克敏教授等發表研究成果稱，成功將對生物製備很有用但難以進行基因重組的細菌——Acinetobacter（不動桿菌）屬Tol5菌株改造爲了易於進行基因重組的細菌。獲得的Tol5突變株有望作爲基礎微生物用於生物製備。透過將此次獲得的研究成果應用於其他細菌，預計可擴大生物製備中使用的細菌種類，並有望利用未使用的原料、實施產物雜異化和提高製備效率。相關研究成果已發表在美國微生物學會的科學期刊《Applied Environmental Microbiology》的5月9日號上。
圖１ 研究概要（供圖：長浜生物大學）
利用微生物、動植物等的細胞，以生質資源和大氣中的二氧化碳爲原料生產化學品、燃料、食品等的生物製備技術被認爲有望推動永續發展社會實施的關鍵技術而備受關注。目前，主要使用大腸桿菌作爲基礎微生物，但還需要在大腸桿菌無法生存的多種環境中增殖，並能夠產生更復雜化合物的基礎微生物。
不動桿菌屬Tol5菌株是從自然環境中分離出來的甲苯降解菌，具有有機溶劑高耐性、多種物質轉化能力、高粘附性和聚集性等特點，但基因重組較爲困難。
在本研究中，研究團隊發現導致Tol5菌株基因重組困難的終極因數是Tol5菌株對外源DNA的防衛機制。
研究人員建立了防衛機制欠缺，即2個侷限性内切酶基因的Tol5菌株，並使用電穿孔法進行基因轉移時，發現效率比將基因轉移到大腸桿菌高出約5.7萬倍。由此成功地改造出了爲更容易進行基因重組的細菌。
此外，還證實該方法適用於試管及細胞内的DNA組裝（DNA片段的組合）。
據研究人員預測，使用大腸桿菌進行的重組DNA的構建有望透過Tol5突變株實施。
石川副教授表示：「細菌的基因重組類似於提高細菌的生物功能而進行的品種改良。但對於細菌來說，卻相當於從細胞外侵入的外來基因對生物功能進行的駭客攻擊，就像電腦病毒傳染一樣。在新冠疫情中面對冠狀病毒的困擾，我們站在細菌的角度構思了這項研究。今後，我們將嘗試從細菌的電腦病毒（噬菌體）的角度，模仿突破細菌免疫機制的方法，進行技術開發。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Applied Environmental Microbiology
論文：The elimination of two restriction enzyme genes allows for
electroporation-based transformation and CRISPR-Cas9-based base-editing in the non-competent Gram-negative bacterium Acinetobacter sp. Tol 5.
DOI：doi.org/10.1128/aem.00400-24
