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放線菌での二次代謝系操作に適した新規ゲノム操作システムの構築

Publicly Offered Research

Project AreaBiosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification
Project/Area Number 23108510
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

片岡 正和  信州大学, 工学部, 准教授 (90332676)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords放線菌 / 微生物遺伝 / ゲノム進化 / 接合伝達 / SAP1 / 中間宿主 / 大腸菌 / 生合成マシナリー
Outline of Annual Research Achievements

【SAP1のベクター化】では放線菌宿主の遺伝子改変、SAP1への組み込み部位の導入、SAP1ベクターシステムの開発を行った。Streptomyces avermitilis由来の巨大線状プラスミドSAP1をベクターとして扱う方法を開発した。SAP1上に部位特異的組換えサイトを持つSAP1を、接合伝達を利用して放線菌間で自在に動かすため宿主として利用予定のS, lividansゲノム上の組み込み部位を破壊した。作製した菌株にSAP1誘導体を接合伝達で導入し、中間宿主を作製した。この作製した中間宿主に大腸菌から接合伝達を利用して遺伝子を送り込み、送り込んだ遺伝子がSAP1上に設計どおりに組み込まれたことを確認した。この課程で、S. lividansが中間宿主として非常に高い能力を持つことを発見した。さらにクラブラン酸生合成遺伝子群やラクタスタチンの生合成遺伝子群を送り込み、SAP1上への組み込みを確認した。またクロラムフェニコール生合成遺伝子群をSAP1へ組み込み、S. lividansとS. avermitilisへ導入してその生産を確認した。さらにこれらのSAP1誘導体が大腸菌からの接合伝達効率の低い菌株へ高効率で伝達されることを明らかにした。
【接合伝達の応用】ではSAP1への高効率接合伝達能力の付与を目標にしていたが、 SAP1が持つ接合伝達システムを利用した。
【高速放線菌遺伝子群改変システムの樹立】ではS.lividansへ属間接合伝達で大型DNAを輸送する大腸菌宿主の改良を目的とした。初期型のRP-4システムをゲノムに組み込んだS17-1株ゲノム上のRP-4組み込み部位の構造を明らかにすると共に、scarless deletionという独特の手法でMu部位を除去した。さらに属間接合伝達の際の障壁であるDNAメチル化酵素の一つ、dcmも破壊した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (2 results) Presentation (19 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 合成生物学の潮流と展望2011

    • Author(s)
      片岡正和
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 69 Pages: 192-195

    • NAID

      10028209004

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  • [Journal Article] ゲノム合成時代の幕開け2011

    • Author(s)
      片岡正和, 板谷光泰
    • Journal Title

      遺伝

      Volume: 65 Pages: 5-7

    • NAID

      40018834792

    • Related Report
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    • Author(s)
      Masakazu Kataoka
    • Organizer
      UK-Japan Systems Microbiology Workshop in Kyoto
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2013-04-11
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    • Invited
  • [Presentation] 線状プラスミドSAP1 を用いた遺伝子クラスター輸送システムの構築2013

    • Author(s)
      藤森友真, 松田卓也, 池田治生,片岡正和
    • Organizer
      日本農芸化学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-26
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  • [Presentation] Streptomyces nigrifaciens由来の伝達性プラスミドpSN22におけるTraBのATPase活性と接合伝達機能の関連2013

    • Author(s)
      伏屋 友希弘,宮武 徹,片岡 正和
    • Organizer
      日本農芸化学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-26
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  • [Presentation] 放線菌伝達性プラスミドpSN22上にコードされる伝達関連遺伝子traAの機能解析2013

    • Author(s)
      神戸麻依, 片岡正和
    • Organizer
      日本農芸化学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-26
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 放線菌線状プラスミドSAP1上の接合伝達関連遺伝子の機能解析2013

    • Author(s)
      遠藤翔太、池田治生、片岡正和
    • Organizer
      日本農芸化学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-26
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 接合伝達機構を利用した巨大DNA操作2012

    • Author(s)
      片岡正和
    • Organizer
      分子生物学会WS
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-12-12
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ゲノムデザインに根ざす合成生物学の課題2012

    • Author(s)
      片岡正和
    • Organizer
      日本遺伝学会年会WS
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-09-26
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 放線菌における接合伝達のしくみと合成生物学への応用可能性2012

    • Author(s)
      片岡正和
    • Organizer
      日本農芸化学会年会シンポ
    • Place of Presentation
      京都(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-25
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    • Author(s)
      松田卓也、板谷光泰、片岡正和
    • Organizer
      日本農芸化学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-25
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  • [Presentation] 線状プラスミドSAP1を用いた遺伝子クラスター輸送システムの構築2012

    • Author(s)
      松田卓也、藤森友真、池田治生、片岡正和
    • Organizer
      日本農芸化学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 線状プラスミドSAP1を用いた放線菌遺伝子クラスター操作システムの構築2012

    • Author(s)
      松田卓也、池田治生、片岡正和
    • Organizer
      日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-03-11
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Conjugative transfer of Streptomyces : the mechanism and application for genome design2011

    • Author(s)
      Masakazu Kataoka
    • Organizer
      JST-BBRC joint UK-Japan Workshop on Microbial Systems Biology
    • Place of Presentation
      Tsuruoka, Yamagata, Japan(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-25
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 実践的ゲノムデザインをめざして2011

    • Author(s)
      片岡正和
    • Organizer
      日本遺伝学会年会WS
    • Place of Presentation
      京都(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-22
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of conjugative transfer of Streptomyces avermitilis linear plasmid SAP12011

    • Author(s)
      Atsushi Suzuki, Takuya Matsuda, Haruo Ikeda, Masakazu Kataoka
    • Organizer
      国際微生物連合会議(IUMS2012)
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2011-09-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] A novel insight of Streptomyces plasmid transfer : clt (cis-acting locus of plasmid transfer) of pSN22 functions in horizontal transfer of the chromosome and the plasmid2011

    • Author(s)
      Tetsu Miyatake, Masakazu Kataoka
    • Organizer
      国際微生物連合会議(IUMS2012)
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2011-09-08
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] The ATPase activity of TraB protein on Streptomyces plasmid pSN22 is essential for the conjugative transfer2011

    • Author(s)
      Yukihiro Fuseya, Masakazu Kataoka
    • Organizer
      国際微生物連合会議(IUMS2012)
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2011-09-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 線状プラスミドSAP1の解析2011

    • Author(s)
      鈴木温司、松田卓也、池田治生
    • Organizer
      日本放線菌学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2011-09-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 放線菌接合伝達の新側面:放線菌プラスミドpSN22の接合伝達におけるcltの機能2011

    • Author(s)
      宮武徹、片岡正和
    • Organizer
      日本放線菌学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2011-09-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 伝達性プラスミドpSN22の接合伝達必須タンパク質TraBの解析2011

    • Author(s)
      伏屋友希弘、宮武徹、片岡正和
    • Organizer
      日本放線菌学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2011-09-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室HP

    • URL

      http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~kataokalab/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~kataokalab/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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