长浜生物大学前沿生物科学系的石川圣人副教授和名古屋大学研究生院工学研究科的堀克敏教授等发表研究成果称，成功将对生物制备很有用但难以进行基因重组的细菌——Acinetobacter（不动杆菌）属Tol5菌株改造为了易于进行基因重组的细菌。获得的Tol5突变株有望作为基础微生物用于生物制备。通过将此次获得的研究成果应用于其他细菌，预计可扩大生物制备中使用的细菌种类，并有望利用未使用的原材料、实现产物多样化和提高制备效率。相关研究成果已发表在美国微生物学会的科学期刊《Applied Environmental Microbiology》的5月9日号上。
图１ 研究概要（供图：长浜生物大学）
利用微生物、动植物等的细胞，以生物质资源和大气中的二氧化碳为原料生产化学品、燃料、食品等的生物制备技术被认为有望推动可持续发展社会实现的关键技术而备受关注。目前，主要使用大肠杆菌作为基础微生物，但还需要在大肠杆菌无法生存的多种环境中增殖，并能够产生更复杂化合物的基础微生物。
不动杆菌属Tol5菌株是从自然环境中分离出来的甲苯降解菌，具有有机溶剂高耐受性、多种物质转化能力、高粘附性和聚集性等特点，但基因重组较为困难。
在本研究中，研究团队发现导致Tol5菌株基因重组困难的原因是Tol5菌株对外源DNA的防御机制。
研究人员创建了防御机制欠缺，即2个限制性内切酶基因的Tol5菌株，并使用电穿孔法进行基因转移时，发现效率比将基因转移到大肠杆菌高出约5.7万倍。由此成功地改造出了为更容易进行基因重组的细菌。
此外，还证实该方法适用于试管及细胞内的DNA组装（DNA片段的组合）。
据研究人员预测，使用大肠杆菌进行的重组DNA的构建有望通过Tol5突变株实现。
石川副教授表示：“细菌的基因重组类似于提高细菌的生物功能而进行的品种改良。但对于细菌来说，却相当于从细胞外侵入的外来基因对生物功能进行的黑客攻击，就像病毒感染一样。在新冠疫情中面对冠状病毒的困扰，我们站在细菌的角度构思了这项研究。今后，我们将尝试从细菌的病毒（噬菌体）的角度，模仿突破细菌免疫机制的方法，进行技术开发。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Applied Environmental Microbiology
论文：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
