名古屋大学の研究グループは、土壌細菌が本来備える酸化酵素を外部分子で制御し、芳香族汚染物質の分解を可能にする手法を開発した。鍵となるのは、脂肪酸に似せて設計した「デコイ分子」である。酵素シトクロムP450が脂肪酸を基質として認識する性質を利用し、あえて酵素内部に反応空間を残すことで、ベンゼンなど小型分子の水酸化反応を誘導する仕組みが示された。遺伝子操作を施さずに反応特異性を変えられる点は、環境中での実用性を高める特徴となる（掲載誌：Journal of Materials Chemistry A）。
本研究では10種類の細菌株と76種類のデコイ分子の組み合わせを網羅的に評価し、デコイ存在下でのみ反応が進行する条件を複数特定した。巨大菌や枯草菌など野外に広く分布する細菌で反応が誘導され、ベンゼンのほか、トルエン、キシレン、ナフタレンなど主要な芳香族汚染物質に対する活性も確認された。ダイオキシン類のモデル化合物1-CDDおよび2-CDDでは、枯草菌が迅速に水酸化生成物を形成し、酵素反応に基づく分解が裏付けられている。
水酸化反応は難分解性汚染物質の溶解性を高め、後続の微生物分解を促進する重要な初期ステップである。本手法は、遺伝子組換え微生物を利用した従来型の解決策とは異なり、GEMに適用される厳しい規制を回避できる利点を持つ。既存の豊富な微生物資源をそのまま活用できる点は、実装上の障壁を下げ、環境浄化技術の幅を広げる可能性がある。シトクロムP450が生物界に広く分布することを踏まえると、類似した応用展開も視野に入る。
研究者らは、構造変異に頼らず反応特異性を外部から切り替えるアプローチは、微生物機能を安全かつ柔軟に拡張する上で実践的価値が高いとみている。環境中に存在する酵素群を“動かす”だけで既存物質の代謝能力を引き出せる点は、現場運用の安定性にもつながると指摘される。今後は、土壌中の多様なP450酵素に対する反応適性や、混合汚染における分解プロセスの評価が課題となる。