2012 Fiscal Year Annual Research Report
Genome sequence analysis of actinomycetes and its effective use in the discovery of secondary metabolite biosynthetic genes
| Project Area | Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification |
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| Project/Area Number |
22108010
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
石川 淳 国立感染症研究所, 生物活性物質部, 室長 (40202957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星野 泰隆 国立感染症研究所, 生物活性物質部, 主任研究官 (40399457)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ゲノム / データベース / 二次代謝産物 / 抗生物質 / 次世代シークエンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
抗生物質や抗ガン剤などの生物活性物質（二次代謝産物）の生産者である放線菌において、現在我々が認知できている二次代謝産物は、放線菌の生産能力のうちの１割ほどでしかないことがゲノム解析により明らかにされた。しかしながら、残りの９割にアプローチし、利用するための情報は未だ不十分であるため、既存の情報を整理し、生合成マシナリーの解明とそれを応用した新たなマシナリーのデザインのためのデータベースを構築することを目的とする。
公共データベースに登録されている放線菌ゲノム配列のうち、二次代謝産物生合成遺伝子がよくアノテーションされているS. coelicolor A3(2)、S. avermitilis、S. griseusおよびSaccharopolyspora erythraeaのすべてのタンパク質に見出されるPfamドメインのうち、二次代謝産物生合成だけに関わっているもの、あるいは頻繁に見出されるものを抽出したサブセットを作成した。これらのドメインを他の放線菌ゲノム配列中に検索した結果、二次代謝産物生合成遺伝子を効率よく見出せることが明らかになったため、ドラフトゲノム配列を含む放線菌ゲノム配列から二次代謝産物生合成遺伝子を見出すウェブツール「2ndFind」を作成した。しかしながら、アミノ配糖体抗生物質生合成タンパク質の検出感度が低かったため、8種のアミノ配糖体抗生物質の生合成タンパク質に頻繁に見出されるPfamドメインを追加し、検出感度を改善できた。
一方、生合成マシナリーの班員その他から依頼を受け、次世代シークエンサーを用いて3株の放線菌のドラフトゲノムシークエンシングおよび5株のデータ解析を行い、それらの株が生産する二次代謝産物の生合成遺伝子の発見に寄与した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた規模のデータベースの構築はやや遅れているが、データを活用したウェブツールの開発と改良を行ったことと、ゲノム解析支援の実績を勘案すると、全体としては順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
データベースの構築を継続しつつ、二次代謝産物生合成遺伝子発見のためのツール開発にも重点を置く。特に二次代謝産物生合成遺伝子発見に利用しているPfamデータベースの新版がリリースされているため、旧版との違いを精査し、新版への移行を検討する。
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| Remarks |
二次代謝産物生合成遺伝子発見のためのウェブツール
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