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公開番号2025030789
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136373
出願日2023-08-24
発明の名称プラスチック分解微生物
出願人株式会社Enzyme Labo,国立大学法人福島大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C12N 1/20 20060101AFI20250228BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】プラスチック分解微生物を提供すること。
【解決手段】一つの態様において、本開示は、Acinetobacter属、Achromobacter属、Pseudomonas属、Serratia属、Amycolatopsis属およびBacillus属からなる群から選択される属の微生物であって、プラスチックを分解する能力を有する、微生物を提供する。一つの態様において、分解されるプラスチックには、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)およびエチレン-ビニルアルコールコポリマー(EVOH)のうち少なくとも一つが含まれる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ属、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属、Ｓｅｒｒａｔｉａ属、Ａｍｙｃｏｌａｔｏｐｓｉｓ属およびＢａｃｉｌｌｕｓ属からなる群から選択される属の微生物であって、プラスチックを分解する能力を有する、微生物。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記プラスチックが、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）およびエチレン－ビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の微生物。
【請求項３】
前記微生物が、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ属およびＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属からなる群から選択される属の微生物であり、ポリプロピレン（ＰＰ）を分解する能力を有する、請求項１に記載の微生物。
【請求項４】
前記微生物が、Ａ．ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋｉｉ、Ａ．ｊｕｎｉｉ、Ａ．ｖｅｎｅｔｉａｎｕｓ、Ａ．ｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ、Ａ．ｈａｌｏｔｏｌｅｒａｎｓ、Ａ．ｎｏｓｏｃｏｍｉａｌｉｓ、Ａ．ｂａｕｍａｎｎｉｉ、Ａ．ｓｅｉｆｅｒｔｉｉ、Ａ．ｐｉｔｔｉｉ、Ａ．ｌａｃｔｕｃａｅ、Ａ．ｃａｌｃｏａｃｅｔｉｃｕｓ、Ａ．ｓｏｌｉおよびＡ．ｂａｙｌｙｉからなる群から選択されるＡｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属微生物である、請求項３に記載の微生物。
【請求項５】
前記微生物が、２－４－２Ａ（受領番号ＡＰ－０３９６２の株）、５－３－１Ａ（受領番号ＡＰ－０３９６３の株）、１７－５－３Ｄ（受領番号ＡＰ－０３９６４の株）またはその近縁株である、請求項３に記載の微生物。
【請求項６】
配列番号１～４のいずれかの配列と少なくとも９０％の配列同一性を有する１６ＳｒＤＮＡを含む、請求項３に記載の微生物。
【請求項７】
受領番号ＡＰ－０３９６２、ＡＰ－０３９６３およびＡＰ－０３９６４からなる群から選択される株である、請求項３に記載の微生物。
【請求項８】
前記微生物が、Ｓｅｒｒａｔｉａ属、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ属またはＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属の微生物であり、ポリエチレン（ＰＥ）を分解する能力を有する、請求項１に記載の微生物。
【請求項９】
前記微生物が、ＴＩＫＫ４Ｄ（受領番号ＡＰ－０３９６５の株）、２－４－２Ａ（受領番号ＡＰ－０３９６２の株）、５－３－１Ａ（受領番号ＡＰ－０３９６３の株）、１７－５－３Ｄ（受領番号ＡＰ－０３９６４の株）またはその近縁株である、請求項８に記載の微生物。
【請求項１０】
配列番号５～６のいずれかの配列と少なくとも９０％の配列同一性を有する１６ＳｒＤＮＡを含む、請求項８に記載の微生物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラスチックを分解する能力を有する微生物、およびこのような微生物の使用に関する。
続きを表示（約 4,700 文字）【背景技術】
【０００２】
石油系成分から合成されるプラスチックは何十年にもわたって使用されており、廃棄プラスチックは、主に埋立処分や焼却処分される。これらのプラスチック廃棄物は、自然環境下での分解性が低いことから、いったん自然界に放出されてしまうとその回収、処理が難しいものとなってしまう。このようなプラスチックを分解する微生物は、わずかしか知られていないため、新たなプラスチック分解微生物が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明者らは、鋭意研究した結果、プラスチックを分解する能力を有する新規微生物を見出した。本開示は、このように見出された微生物およびその誘導株、ならびにその使用を提供する。また、本開示は、プラスチックを分解する能力を有する微生物を取得するための方法も提供する。
【０００４】
したがって、本開示は以下を提供する。
（項目１）
Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ属、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属、Ｓｅｒｒａｔｉａ属、Ａｍｙｃｏｌａｔｏｐｓｉｓ属およびＢａｃｉｌｌｕｓ属からなる群から選択される属の微生物であって、プラスチックを分解する能力を有する、微生物。
（項目２）
前記プラスチックが、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）およびエチレン－ビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）のうち少なくとも一つを含む、前記項目のいずれかの微生物。
（項目３）
前記微生物が、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ属およびＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属からなる群から選択される属の微生物であり、ポリプロピレン（ＰＰ）を分解する能力を有する、前記項目のいずれかの微生物。
（項目４）
前記微生物が、Ａ．ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋｉｉ、Ａ．ｊｕｎｉｉ、Ａ．ｖｅｎｅｔｉａｎｕｓ、Ａ．ｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ、Ａ．ｈａｌｏｔｏｌｅｒａｎｓ、Ａ．ｎｏｓｏｃｏｍｉａｌｉｓ、Ａ．ｂａｕｍａｎｎｉｉ、Ａ．ｓｅｉｆｅｒｔｉｉ、Ａ．ｐｉｔｔｉｉ、Ａ．ｌａｃｔｕｃａｅ、Ａ．ｃａｌｃｏａｃｅｔｉｃｕｓ、Ａ．ｓｏｌｉおよびＡ．ｂａｙｌｙｉからなる群から選択されるＡｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属微生物である、前記項目のいずれかの微生物。
（項目５）
前記微生物が、２－４－２Ａ（受領番号ＡＰ－０３９６２の株）、５－３－１Ａ（受領番号ＡＰ－０３９６３の株）、１７－５－３Ｄ（受領番号ＡＰ－０３９６４の株）またはその近縁株である、前記項目のいずれかの微生物。
（項目６）
配列番号１～４のいずれかの配列と少なくとも９０％の配列同一性を有する１６ＳｒＤＮＡを含む、前記項目のいずれかの微生物。
（項目７）
受領番号ＡＰ－０３９６２、ＡＰ－０３９６３およびＡＰ－０３９６４からなる群から選択される株である、前記項目のいずれかの微生物。
（項目８）
前記微生物が、Ｓｅｒｒａｔｉａ属、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ属またはＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属の微生物であり、ポリエチレン（ＰＥ）を分解する能力を有する、前記項目のいずれかの微生物。
（項目９）
前記微生物が、ＴＩＫＫ４Ｄ（受領番号ＡＰ－０３９６５の株）、２－４－２Ａ（受領番号ＡＰ－０３９６２の株）、５－３－１Ａ（受領番号ＡＰ－０３９６３の株）、１７－５－３Ｄ（受領番号ＡＰ－０３９６４の株）またはその近縁株である、前記項目のいずれかの微生物。
（項目１０）
配列番号５～６のいずれかの配列と少なくとも９０％の配列同一性を有する１６ＳｒＤＮＡを含む、前記項目のいずれかの微生物。
（項目１１）
受領番号ＡＰ－０３９６５、ＡＰ－０３９６２、ＡＰ－０３９６３およびＡＰ－０３９６４からなる群から選択される株である、前記項目のいずれかの微生物。
（項目１２）
前記微生物が、Ａｍｙｃｏｌａｔｏｐｓｉｓ属またはＢａｃｉｌｌｕｓ属の微生物であり、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）を分解する能力を有する、前記項目のいずれかの微生物。
（項目１３）
前記微生物が、５Ａｃｃ（受領番号ＡＰ－０３９６６の株）またはその近縁株である、前記項目のいずれかの微生物。
（項目１４）
配列番号７～８のいずれかの配列と少なくとも９０％の配列同一性を有する１６ＳｒＤＮＡを含む、前記項目のいずれかの微生物。
（項目１５）
受領番号ＡＰ－０３９６６の株である、前記項目のいずれかの微生物。
（項目１６）
前記項目のいずれかの微生物の菌体、培養上清、破砕物、その抽出物またはそれらの組み合わせを含む、プラスチック分解剤。
（項目１７）
プラスチックを分解する方法であって、
前記項目のいずれかの微生物の菌体、培養上清、破砕物、その抽出物またはそれらの組み合わせをプラスチックと接触させる工程
を含む、方法。
（項目１８）
前記接触させる工程の前にプラスチックを変性させる工程を含まない、前記項目のいずれかの方法。
（項目１９）
プラスチック分解微生物を取得する方法であって、
候補微生物をプラスチックを唯一の炭素源として含む環境で培養する工程、および
培養後に見出されたコロニーから微生物を単離する工程
を含む、方法。
（項目２０）
プラスチック分解剤を作製する方法であって、
前記項目のいずれかの方法で取得した微生物を使用して組成物を調製する工程
を含む、方法。
【０００５】
本開示において、上記１または複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供されうることが意図される。本開示のなおさらなる実施形態および利点は、必要に応じて以下の詳細な説明を読んで理解すれば、当業者に認識される。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の微生物は、プラスチックを分解し得るので、石油製品の廃棄物の処理などにおいて利用でき、環境負荷を低下させ得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
見出されたＰＰ分解菌の画線培養の写真を示す。
２－３－１Ａ、５－３－１Ａ、２－４－２Ａおよび６－３－１Ｆ株の１６ＳｒＤＮＡ塩基配列に基づく分子系統樹解析のクラスター図を示す。
１３－３－１Ｃ、１７－４－２Ｃ、１７－４－１Ｆおよび１７－５－３Ｄ株の１６ＳｒＤＮＡ塩基配列に基づく分子系統樹解析のクラスター図を示す。
それぞれの分離株のＰＰ分解能についての試験結果を示す。それぞれの培養期間は以下の通りであった：＿１：２－３－１Ａ、１７－５－３Ｄ、ｃｔｒｌいずれも５５日間培養。＿２：２－４－２Ａは９日、ｃｔｒｌは６３日間培養。＿３：５－３－１Ａは１日、６－３－１Ｆとｃｔｒｌは５６日間培養。＿４：１３－３－１Ｃは２日間、ｃｔｒｌは７日間培養。１７－４－１Ｆ：２２日間培養。＿５：１７－４－２Ｃとｃｔｒｌいずれも９５日間培養。縦軸は、（開始時のＰＰ片重量－培養後のＰＰ片重量）／（開始時のＰＰ片重量）で計算した分解率を示す。
（左）１７－５－３Ｄ株を添加して培養した場合のＰＰキャップ片の写真を示す。（右）菌添加なしの対照条件培養のＰＰキャップ片の写真を示す。
ＴＩＫＫ４Ａ、ＴＩＫＫ４ＤおよびＡＰＫＫ９－２Ｂ株の１６ＳｒＤＮＡ塩基配列に基づく分子系統樹解析のクラスター図を示す。
取得されたプラスチック分解菌のＬＤＰＥ片分解能（上）およびＨＤＰＥ片分解能（下）を評価した結果を３回の実験の平均値および標準誤差とともに示す。
ＰＥ分解菌がＰＥフィルムに吸着することを示す写真である。（左）洗浄前、（右）洗浄後。（上段）ＴＩＫＫ４Ｄ、（中断）ＡＰＫＫ９－２Ｂ、（下段）ＴＩＫＫ４Ａ。
ＰＥ分解菌が吸着したＰＥフィルムのＦＴ－ＩＲ分析結果を示す。
ＰＶＤＣ分解菌５Ａの画線培養の写真を示す。
７Ｂ、５Ａ、７Ａおよび５Ｃ株の１６ＳｒＤＮＡ塩基配列に基づく分子系統樹解析のクラスター図を示す。
５Ａｃｃ株の１６ＳｒＤＮＡ塩基配列に基づく分子系統樹解析のクラスター図を示す。
取得されたＰＶＤＣ分解菌のＰＶＤＣを唯一の炭素源とする培地中における増殖能を濁度に基づいて評価した結果を示す。
取得されたプラスチック分解菌のＥＶＯＨを唯一の炭素源とする培地中における増殖能を濁度に基づいて評価した結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本明細書において特に使用される用語の定義および／または基本的技術内容を適宜説明する。
【０００９】
（定義等）
本明細書において「分解」とは、対象となった物質（例えば、プラスチック）がそれより小さな分子になることを指す。プラスチックの分解を判定するために、必ずしもこの小さな分子を検出することは必要ではなく、プラスチック重量の減少、プラスチックの改変（酸化など）、プラスチックを唯一の炭素源とする環境における微生物の増殖などを検出することで分解が判定され得る。
【００１０】
本明細書で使用される「近縁株」は、好ましくは、限定を意図するものではないが、対象となる微生物のＤＮＡに実質的に相同な領域を含む遺伝子（例えば、１６ＳｒＤＮＡ）を含む。例えば、近縁株は、当該分野で公知のコンピュータ相同性プログラムによってアラインメントを行って元となる株の全ゲノムの配列と比較した際、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．７％、少なくとも９９．８％または少なくとも９９．９％同一である全ゲノム配列、および／または元となる株の１６ＳｒＤＮＡの配列と比較した際、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．７％、少なくとも９９．８％または少なくとも９９．９％同一である１６ＳｒＤＮＡを有する。これは、遺伝子の変異、置換、欠失および／または付加によって改変された微生物であり、その近縁株は、元の微生物の生物学的機能を、必ずしも同じ度合いでなくてもよいが示すことが好ましい。例えば、遺伝子の変異は、任意の公知の変異剤、ＵＶ、プラズマ、ゲノム編集技術などを使用して導入することができる。本明細書において「同一性」は、特に断りのない限りＮＣＢＩのＢＬＡＳＴによって測定された値で表すことができる。ＢＬＡＳＴで塩基配列を比較するときのアルゴリズムには、Ｂｌａｓｔｐをデフォルト設定で使用できる。測定結果はPositivesまたはIdentitiesとして数値化される。
（【００１１】以降は省略されています）

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