スフィンゴビウム属細菌
(Sphingobium japonicum UT26S (= NBRC 101211))

ヘキサクロロシクロヘキサン（HCH）はかつて多くの国で農薬として使用されていましたが毒性が強く、難分解性、生物蓄積性があったため1970年代に使用が禁止された有機塩素系農薬です。 S. japonicum UT26SはHCHの連用圃場から分離された株で好気的環境下においてγ-HCHを唯一の炭素源・エネルギー源として生育することができます^{1, 2}。 長年の研究の成果により本菌には15個のγ-HCH分解に関与する遺伝子群（lin遺伝子）があることがわかり、HCHの分解研究における世界的標準株と位置づけられています^{3, 4, 5}。

また、Sphingobium属細菌や近縁のSphingomonas属細菌からは、HCHやPCBなどの有機塩素化合物、各種の内分泌撹乱物質、天然・非天然の高分子化合物など様々な難分解物質を分解する活性を持つ株が多数みつかっており、 本株もHCHだけでなく、他の有機ハロゲン化合物や芳香族化合物に対して多彩な代謝能力を持つことが知られています。

ゲノム解析の結果、S. japonicum UT26Sのゲノムは２本の環状染色体、３本の環状プラスミドpCHQ1、 pUT1、pUT2の５つの複製単位からなることが明らかになりました。 γ-HCH分解に関与するlin遺伝子群は２本の染色体と１本に分かれて分布していることが明らかとなりました。本菌のゲノムをSphingomonadaceae科に属する細菌のゲノムと比較したところ、 lin遺伝子の約半数はゲノム上の本菌に特有な領域に、残りの半数はSphingomonadaceae科細菌に共通の領域に位置していることがわかりました。 この結果から、本菌のγ-HCH分解能力は段階的に獲得されてきたものであることが示唆されます。

本菌のゲノムが明らかになることにより、本菌のような環境常在菌が新規な農薬等の化合物を代謝する能力を獲得する機構の研究が進むことが期待されます。

Sphingobium japonicum　UT26S 菌体写真
永田氏 （東北大学)　提供

References:

[1] Dehydrochlorination of γ-Hexachlorocyclohexane (γ-BHC) by γ-BHC-Assimilating Pseudomonas paucimobilis

Imai,R, Nagata Y, Senoo K, Wada H, Fukuda M, Takagi M and Yano K. (1989)

Agric. Biol. Chem.53:2015-2017.

[2] Hexachlorocyclohexane-degrading bacterial strains Sphingomonas paucimobilis B90A, UT26 and Sp+, having similar lin genes, represent three distinct species, Sphingobium indicum sp. nov., Sphingobium japonicum sp. nov. and Sphingobium francense sp. nov., and reclassification of [Sphingomonas] chungbukensis as Sphingobium chungbukense comb. nov.

Pal R, Bala S, Dadhwal M, Kumar M, Dhingra G, Prakash O, Prabagaran SR, Shivaji S, Cullum J, Holliger C and Lal R. (2005)

Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 55:1965-1972. [PMID:16166696]

[3] Identification and characterization of genes involved in the downstream degradation pathway of gamma-hexachlorocyclohexane in Sphingomonas paucimobilis UT26.

Endo R, Kamakura M, Miyauchi K, Fukuda M, Ohtsubo Y and Tsuda M. (2005)

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[4] Identification and characterization of genes encoding a putative ABC-type transporter essential for utilization of gamma-hexachlorocyclohexane in Sphingobium japonicum UT26.

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[5] Aerobic degradation of lindane (γ-hexachlorocyclohexane) in bacteria and its biochemical and molecular basis.

Nagata Y, Endo R, Ito M, Ohtsubo Y, Tsuda M. (2007)

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