[背景]
火薬の原料として知られるTNT（2,4,6-トリニトロトルエン）は、爆発性だけでなく肝臓障害・白内障を引き起こす細胞毒性や染色体異常・突然変異を誘発する 遺伝毒性などを持つことが報告されており、欧米を中心に深刻な環境 問題として取り上げられています。
[研究目的]
当研究室では、本研究プロジェクトに関して、主に3つの研究内容に関して研究を行っています。
1. 過去にTNT火薬に汚染された土壌から、高効率にTNT火薬を生分解することができるシュードモナス属細菌TM15株を分離・同定しました。本研究では、このTM15株の優れたTNT火薬の生分解性およびTNT認識・応答機構を活用して、「環境修復技術」および地雷検出を視野に入れた「TNT火薬バイオセンサ」を構築することを研究目的に研究を進めています。
2. TNT火薬が生体内でどのように細胞・遺伝毒性を発現しているのかは、詳細には明らかになっていません。そこで、TNT火薬の生体内での毒性誘発機構を解明する研究を行っています。
3. TNT火薬を合成する過程に発生する廃液は、高濃度の炭素・窒素源を含んでいると共に、非常に強い毒性作用を持っています。そこで、このTNT廃液の効率的な処理技術を研究開発するため、研究を進めています（共同研究）。
・シュードモナス属細菌TM15株によるTNT変換経路図
[研究テーマ]
・シュードモナス属細菌TM15株のTNT生分解遺伝子の同定および機能解析
シュードモナス属細菌TM15株のTNT生分解遺伝子の同定、および機能解析を研究目的に、研究を進めています。特に、TNT分子からのニトロ基またはアミノ基が脱離する機構、およびTNT分子の芳香環の分解機構に注目しています。
＜分野＞遺伝子工学、生物工学、生物化学、応用微生物学
・TNT火薬に応答性を示すDNA領域の解析と応用
シュードモナス属TM15株からTNT火薬に応答するDNA断片を獲得しました。現在、どのようなメカニズムでTNT火薬に応答しているかなど研究を進めています。
＜分野＞遺伝子工学、遺伝学、生物化学、生物工学
・TNT製造過程に生じる赤水廃液の化学的・生物学的処理
高濃度の炭素源と窒素源を含有しているTNT製造廃液を化学的および生物学的に処理する技術開発を目的に、研究を進めています。
＜分野＞化学、化学工学、応用微生物学、生物工学、生物化学
・TNT火薬の毒性誘発機構の解明
ライブラリーが豊富な大腸菌株の遺伝子変異株または遺伝子発現株を用いて、遺伝学的な解析により、TNT火薬の毒性誘発機構の解明を目指しています。
＜分野＞遺伝学、遺伝子工学、生物化学、環境化学
・シュードモナス属細菌TM15株の土壌環境下での生分解性
シュードモナス属TM15株を用いたバイオレメディエーションを確立するため、本菌株の土壌環境下でのTNT生分解性を追究しています。
＜分野＞環境化学、環境工学、生物工学、生物化学、応用微生物学
[発表論文]
* 西河良諭, 前田憲成, 尾川博昭, シュードモナス属細菌TM15株の2,4,6-トリニトロトルエン生分解遺伝子に関する研究, 環境バイオテクノロジー学会誌, Vol. 8, 95-97, 2008.
* Kubota A., Maeda T., Nagafuchi N., Kadokami K., Ogawa H. I., TNT biodegradation and production of dihydroxylamino-nitrotoluene by aerobic TNT degrader Pseudomonas sp. strain TM15 in an anoxic environment, Biodegradation, Vol. 19, 795-805, 2008.
*Maeda T., Nagafuchi N., Kubota A., Kadokami K., Ogawa H. I., Identification of spontaneous conversion products of unstable 2,4,6-trinitrotoluene metabolites, hydroxylamino-dinitrotoluenes, by combination of thin-layer chromatography and laser time-of-flight mass spectrometry, Journal of Chromatographic Science, Vol.45, 345-349, 2007.
*Maeda T., Nakamura R., Kadokami K., Ogawa H. I., Relationship between mutagenicity and reactivity or biodegradability for nitroaromatic compounds, Environmental Toxicology and Chemistry, Vol.26, 237-241, 2007.
*Asakawa H., Maeda T., Ogawa H. I., Haruyama T., A cellular bioassay for TNT detection using engineered Pseudomonas sp. strain TM101 for systematic bioremediation, Journal of Biological Physics and Chemistry, Vol. 6, 119-123, 2006.
*Maeda T., Kubota A., Nagafuchi N., Kadokami K., Ogawa H. I., Crucial problem in rapid spectrophotometric determination of 2,4,6-trinitrotoluene, and its breakthrough method, Journal of Microbiological Methods, Vol. 66, 568-571, 2006.
*Maeda T., Kadokami K., Ogawa H. I., Characterization of TNT-metabolizing bacteria isolated from TNT-polluted soils in the Yamada Green Zone, Kitakyushu, Japan, Journal of Environmental Biotechnology, Vol. 6, 33-39, 2006.
*Maeda T., Nagafuchi N., Kubota A., Kadokami K., Ogawa H. I., One-step isolation and identification of hydroxylamino-dinitrotoluenes, unstable products from 2,4,6-trinitrotoluene metabolites with thin-layer chromatography and laser time-of-flight mass spectrometry, Journal of Chromatographic Science, Vol. 44, 96-100, 2006.
* 前田憲成, 門上希和夫, 尾川博昭, シュードモナス属細菌TM15株による2,4,6-トリニトロトルエンの生分解に関する研究, Science and Technology of Energetic Materials, Vol. 65, 94-96, 2004.
* 前田憲成, 梁明, 大住幸秀, 草野好司, 門上希和夫, 尾川博昭, 旧弾薬庫跡地土壌における2,4,6-トリニトロトルエン生分解微生物のスクリーニング, 環境化学, Vol. 13, 695-704, 2003.