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新規生合成マシナリー開拓を志向した未利用遺伝子活性化による天然物構造多様性の創出

Publicly Offered Research

Project AreaBiosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification
Project/Area Number 25108702
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 InstitutionTohoku University

Principal Investigator

浅井 禎吾  東北大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60572310)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords二次代謝物 / 天然物 / 糸状菌 / 休眠遺伝子 / ケミカルエピジェネティクス / 遺伝子発現 / 生物活性物質 / エピジェネティクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,新たな生合成マシナリーを想起させる骨格や修飾様式を有する多様な新規天然物を,糸状菌ゲノム上に数多く存在する未利用生合成遺伝子のエピジェネティック (後天的) な活性化により創出することを目的として行った.
エピジェネティック制御に関わる修飾酵素のうち,糸状菌の二次代謝制御に関わることが示唆されているヒストン脱アセチル化酵素 (HDAC),ヒストンメチル化酵素,DNAメチル化酵素の各種阻害剤について,二次代謝活性化能を評価した.その結果,Zn2+型HDAC阻害剤であるsberoyl bis-hydroxamic acid (SBHA)とNAD+依存型HDAC阻害剤であるニコチンアミドが最も多くの菌に対して効果を示すことがわかった.これら2種の阻害剤を用いたケミカルエピジェネティクスにより昆虫寄生糸状菌,昆虫内生糸状菌および植物内生糸状菌を網羅的にスクリーニングし,二次代謝物の生産が顕著に活性化される菌種を探索した.ケミカルエピジェネティクスにより二次代謝物の生産が活性化した菌について,天然物探索研究を行い数多くの新規天然物を発見した.シャクヤク内生菌からは,塩素原子を有するベンゾフェノン類の生産が活性化され,生合成機構に興味が持たれる新規二量体の取得に成功した.また,Chaetomium indicum において,SBHAにより休眠型NR-PKS遺伝子の発現を誘導すると,NR-PKSに生産される骨格を起点として,様々な修飾様式を有する新規芳香族ポリケタイドや[4+2]環化付加により形成されることが予想される数種の新規二量体が生産されることを構造レベルで明らかとし,新しい生合成系の発見にすることができた.ケミカルエピジェネティクスにより生産が活性化された二次代謝物の中に,抗HIV活性や抗アデノウィルス活性を有する化合物を見出していた,

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (26 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] ケミカルエピジェネティクスによる未利用生合成遺伝子の活用と多様な天然物の創出2014

    • Author(s)
      浅井禎吾,大島吉輝
    • Journal Title

      ファルマシア

      Volume: 50 Pages: 112-116

    • NAID

      130005143935

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  • [Journal Article] Structures of Spiroindicumides A and B, Unprecedented Carbon Skeletal Spirolactones, and Determination of the Absolute Configuration by Vibrational Circular Dichroism Exciton Approach.2013

    • Author(s)
      Teigo Asai, Tohru Taniguchi, Takashi Yamamoto, Kenji Monde, Yoshiteru Oshima
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 15 Issue: 17 Pages: 4320-4323

    • DOI

      10.1021/ol401741z

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suberoylanilide Hydroxamic Acid, a Histone Deacetylase Inhibitor, Induces the Production of Anti-inflammatory Cyclodepsipeptides from Beauveria felina2013

    • Author(s)
      Y. M. Chung, M. E. Shazly, D. W. Chuang, T. L. Hwang, T. Asai, Y. Oshima, M. L. Ashour, Y. C. Wu, F. R. Chang
    • Journal Title

      J. Nat. Prod.

      Volume: 76 Issue: 7 Pages: 1260-1266

    • DOI

      10.1021/np400143j

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structurally Diverse Chaetophenol Productions Induced by Chemically Mediated Epigenetic Manipulation of Fungal Gene Expression2013

    • Author(s)
      T. Asai, T. Yamamoto, N. Shirata, T. Taniguchi, K. Monde, I. Fujii, K. Gomi, Y. Oshima
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 15 Issue: 13 Pages: 3346-3349

    • DOI

      10.1021/ol401386w

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  • [Journal Article] An epigenetic modifier enhances the production of anti-diabetic and anti-inflammatory sesquiterpenoids from Aspergillus sydowii2013

    • Author(s)
      Y. M. Chung, C. K. Wei, D. W. Chuang, M. E. Shazly, C. T. Hsieh, T. Asai, Y. Oshima, T. J. Hsieh, T. L. Hwang, Y. C. Wu, F. R. Chang
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem

      Volume: 21 Issue: 13 Pages: 3866-3872

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2013.04.004

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      2013 Annual Research Report
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    • Author(s)
      山本崇史,浅井禎吾,大島吉輝
    • Organizer
      日本薬学会第135回春季年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
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    • Author(s)
      森下陽平,浅井禎吾,大島吉輝
    • Organizer
      日本薬学会第135回春季年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
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  • [Presentation] NR-PKSが生合成する芳香族ポリケタイドの構造的特性の活用:非天然型indole-polyketideハイブリッド化合物群の創生2015

    • Author(s)
      伊勢里美,塚田健人,浅井禎吾,大島吉輝
    • Organizer
      日本薬学会第135回春季年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
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    • Author(s)
      浅井禎吾
    • Organizer
      第2回 糸状菌分子生物学研究会若手の会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-11-14
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      2014 Annual Research Report
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  • [Presentation] 糸状菌の休眠遺伝子をいかにして“ものとり”に活用するか:二次代謝誘導と天然物探索2014

    • Author(s)
      浅井禎吾
    • Organizer
      第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-06
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 変異原処理によるハイグロマイシン耐性化を指標とした二次代謝活性型糸状菌の効率的な選抜と新規天然物の探索2014

    • Author(s)
      本崇史,森下陽平,浅井禎吾,大島吉輝
    • Organizer
      第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-06
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Aspergillus属糸状菌の突然変異処理による新規二次代謝物の創出2014

    • Author(s)
      森下陽平,山本崇史,浅井禎吾,大島吉輝
    • Organizer
      第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 身近な生物に内生する多様な糸状菌を資源とした新規天然物探索2014

    • Author(s)
      布木純,大槻紗恵,浅井禎吾,大島吉輝
    • Organizer
      第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-06
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Chaetophenol類の生合成中間体を活用したポリケタイド分子多様性の拡大2014

    • Author(s)
      塚田健人,伊勢里美,橋元誠,藤井勲,五味勝也,浅井禎吾,大島吉輝
    • Organizer
      第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-06
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Chaetomium indicumの休眠遺伝子を活用した新規二次代謝物の獲得2014

    • Author(s)
      伊藤史織,山本崇史,塚田健人,浅井禎吾,大島吉輝
    • Organizer
      第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] キリギリス内生糸状菌が生産する新規二次代謝物の探索2014

    • Author(s)
      布木純,浅井禎吾,山下幸和,大島吉輝
    • Organizer
      第53回日本薬学会東北支部大会
    • Place of Presentation
      磐城
    • Year and Date
      2014-10-05
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Chaetomium属糸状菌が生産する新規芳香族ポリケチド類に関する研究2014

    • Author(s)
      山本崇史,浅井禎吾,森田峻太郎,山下幸和,藤井勲,大島吉輝
    • Organizer
      第53回日本薬学会東北支部大会
    • Place of Presentation
      磐城
    • Year and Date
      2014-10-05
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] エピジェネティック制御を介した休眠遺伝子の活用と構造多様な天然物の創出2014

    • Author(s)
      浅井禎吾
    • Organizer
      ライフサイエンス技術部会 反応分科会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-06-27
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Induced Production of Novel Fungal Secondary Metabolites by Using Chemical Epigenetic Merthod2014

    • Author(s)
      Teigo Asai
    • Organizer
      1st US-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products For Young Researcher
    • Place of Presentation
      東京
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] エピジェネティックな二次代謝活性化法を利用するイチイ内生糸状菌からの新規生物活性物質の探索2014

    • Author(s)
      布木純,浅井禎吾,山下幸和,河治久実,児玉栄一,大島吉輝
    • Organizer
      日本薬学会第134回春季年会
    • Place of Presentation
      熊本
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ツツジ科植物内生糸状菌を資源とした新規天然物の探索2014

    • Author(s)
      大槻紗恵,浅井禎吾,山下幸和, 大島吉輝
    • Organizer
      日本薬学会第134回春季年会
    • Place of Presentation
      熊本
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸状菌の単純芳香族ポリケタイドから複雑な二量体ポリケタイドの創生2014

    • Author(s)
      塚田健人,浅井禎吾,白田直樹,藤井勲,五味勝也, 大島吉輝
    • Organizer
      日本薬学会第134回春季年会
    • Place of Presentation
      熊本
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Chaetophenol類の生合成とエピジェネティック制御に関する研究2014

    • Author(s)
      浅井禎吾,白田直樹,森田峻太郎,塚田健人,藤井勲,五味勝也,大島吉輝
    • Organizer
      日本薬学会第134回春季年会
    • Place of Presentation
      熊本
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸状菌Chaetomium indicumにおけるヒストンアセチル化を介した二次代謝活性化と構造多様なポリケチド類の生産2013

    • Author(s)
      浅井禎吾, 山本崇史, 白田直樹, 谷口透, 門出健次, 大島吉輝
    • Organizer
      ケミカルバイオロジー学会第8回年会
    • Place of Presentation
      東京
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  • [Presentation] 植物,節足動物内生糸状菌のエピジェネティックな二次代謝活性化による新規天然物の探索2013

    • Author(s)
      浅井禎吾,羅丹,大槻紗恵,布木純,大島吉輝
    • Organizer
      第55回天然有機化合物討論会
    • Place of Presentation
      京都
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  • [Presentation] “Discovery of Structurally Diverse Novel Secondary Metabolites from Entomopathogenic Fungi by Using Chemical Epigenetic Method2013

    • Author(s)
      Takashi Yamamoto, Teigo Asai, Yoshiteru Oshima
    • Organizer
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • Place of Presentation
      仙台
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  • [Presentation] Manipulation of Fungal Epigenetics Using a HDAC Inhibitor Induced Structurally Diverse Polyketide Producition in Chaetomium indicum2013

    • Author(s)
      Teigo Asai, Takashi Yamamoto, Naoki Shirata, Tohru Taniguchi, Kenji Monde, Yoshiteru Oshima
    • Organizer
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • Place of Presentation
      仙台
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] シャクヤク内生糸状菌 Graphiopsis chlorocephala が生産する新規ベンゾフェノン類に関する研究2013

    • Author(s)
      大槻紗恵,浅井禎吾,山下幸和,河治久実,児玉栄一,大島吉輝
    • Organizer
      第52回日本薬学会東北支部大会
    • Place of Presentation
      仙台
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物,節足動物内生糸状菌 を探索資源とした新規天然物の探索2013

    • Author(s)
      布木純,浅井禎吾,山下幸和, 大島吉輝
    • Organizer
      第52回日本薬学会東北支部大会
    • Place of Presentation
      仙台
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケミカルエピジェネティクスを利用する多様な新規二次代謝物の探索2013

    • Author(s)
      浅井禎吾
    • Organizer
      第24回微生物資源ワークショップ
    • Place of Presentation
      神奈川
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      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Exploitation of Novel Secondary Metabolites by Using Chemically Mediated Epigenetic Manipulation2013

    • Author(s)
      Teigo Asai
    • Organizer
      The 3rd Dalian University of Technology – Tohoku University Joint Synpojium in Chemistry
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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