umu試験の改良および河川水の遺伝毒性分析

微生物はDNAが損傷を受けたとき、SOS反応を利用してDNAの損傷を修復する仕組みを有している。サルモネラ菌を用いるumu試験は、その性質を利用した遺伝毒性試験であり、最終的に生成するガラクトシダーゼの量を、発色試薬を用いて評価することで、対象となる試料の遺伝毒性の有無を判定する。この試験は操作が簡便で、必要な試料量が微量であるため、様々な分野の試料の遺伝毒性活性測定に用いられている。本研究では従来から行われてきた酵素抽出試薬と発色試薬を市販のタンパク質抽出試薬と蛍光発色試薬に変更して、さらなる感度向上を目的とした。さらに、本法を用いて神奈川県下の下水処理施設の排水流入河川水の遺伝毒性活性の測定を行った。その結果、下水処理施設の処理能力や処理方法などと相関があるのかを求めた。

umu試験では、NM8001試験菌株を96穴プレートに98μLずつ分注し、被験物質2μLと発色試薬としてTokyoGreen 10μLをそれぞれに加えて2時間振盪培養した。その後、Z-緩衝液90μL、酵素抽出試薬50μLに上記の菌液20μLを加えて β-gal 活性を測定した。20分静置してから1Mの炭酸ナトリウムを100μL加えて酵素反応を停止させEx:485nm、Em:535nmの蛍光を測定した。また各河川水2Lは、0.45nmのメンブランフィルターを用いてろ過した後、固相抽出カラムOASIS HLBに通水し、メタノールで回収した。乾固後、100μLのDMSOに溶解させてumu試験に用いた。得られた値はlacZ unitとしてβ-Gal活性値を求めた。

河川水試料を分析した結果、遺伝毒性物質の存在が明らかになった9地点の河川水は河川水試料の添加量に依存してβ-Gal活性値が上昇していた。また8地点で下水処理施設上流に比べて下流が遺伝毒性の活性が強い結果となった。遺伝毒性物質の濃度が高かった5地点の活性を、標準物質である4-nitroquinoline-N-oxide (4-NQO)相当量として計算し、その平均値を図1に示した。横浜市栄第一水再生センターの下流では6.78μg/mL、藤沢市大清水浄化センターの下流では2.25μg/mLの強い遺伝毒性が検出された。