放線菌の形態分化と二次代謝の多面形質発現に機能する遺伝子の解析

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06660115
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 緒方 靖哉 九州大学, 農学部, 教授 (20038277)
• Keywords: 放線菌 / 形態分化 / 二次代謝産物 / 多面遺伝子発現 / 遺伝子解析 / 遺伝子構造 / 制御遺伝子 / 抗菌物質

Research Abstract

チオストレプトン(TSP)生産菌S. azureus PK100C株の染色体ライブラリーよりの2.5kb挿入断片を保持した組換えプラスミドpSAB931を分離した。本pSAB931を保持した形質転換株BalA1は以下に示す特異的性質を有していた。本研究ではBalA1株の特性を詳細に検し、さらに2.5kbDNAの構造と機能を解析した。
BalA1株は気菌糸形成能を欠失していたが、TSP感受性の枯草菌に対しPK100C株の3倍以上の抗菌力を示し、TSP耐性である親株PK100C、野生型株PKOやTSP生産性でかつ耐性のS. laurentiiの生育を阻害した。また、S. coelicolorの赤色抗生物質の生産を早期誘導する物質を産生した。一方、BalA1株はPKO株、PK100C株、S. laurentii等の菌株とのcrossfeedingによって気菌糸着生能が回復した。
次に、pSAB931中の2.5kbの挿入断片をプローブとして、多数の最近類の全DNAに対して相同配列の存在を検討した。PKO株、PK100C株をはじめ、S. laurentii、S. lividans等の検した20種の全てのStreptomyces属放線菌で本断片と相同遺伝子の存在を確認したが、その他の属の菌種には存在しなかった。この結果は、本遺伝子がStreptomyces属放線菌で広く存在し、分化に機能する重要遺伝子であることを示唆するものである。
さらに、2.5bp DNA断片の塩基配列と構造を解析した。本断片は2498bpの塩基配列を有し、843bpのORFと489bpのORFの存在が確認された。前者は癩菌のPhosphoserine phosphatase遺伝子(psp)と後者は枯草菌のセプタ位置決定遺伝子(minD)とアミノ酸レベルで相同性が認められた。
最後にBalA1株が示す特性とこれら2遺伝子の機能との関連性、また形態分化と代謝分化に及ぼす機能を考察した。

Research Products

• [Publications] 緒方靖哉: "Streptomyces属放線菌の形態分化にかかわる制御遺伝子" バイオサイエンスとインダストリー. 52. 367-373 (1994)
• [Publications] 緒方靖哉: "Streptomyces azureusの形態分化阻害に関与するDNA断片の構造解析" 日本生物工学会大会講演要旨集. 163- (1994)
• [Publications] 緒方靖哉: "Spontaneously developing pocks in Streptomyces: Its characterization and relation to episomal plasmid and morphological differentiation." Actinomycetol.9. S19-S21 (1995)
• [Publications] 緒方靖哉: "Plasmid formation and its formation of spontaneously developing pocks in Streptomyces azureus ATCC 14921." J. Appl. Bacterial.79. 237-243 (1995)
• [Publications] 緒方靖哉: "放線菌のエピソーム性因子を用いる潜在機能の探究と応用" 日本放線菌学会シンポジウム講演要旨集. 25-31 (1995)
• [Publications] 緒方靖哉: "Streptomyces azureusの形態分化阻害に関与するDNA断片の解析" 日本農芸化学会1996年度大会講演要旨集. (1996)
• [Publications] 緒方靖哉(共編著): "微生物の生体防御「生物生産と生体防御」" コロナ社, 44(349) (1995)
• [Publications] 緒方靖哉(共編著): "微生物の遺伝子ターゲッティング「遺伝子ターゲッティングの基礎と応用」" コロナ社, 38(234) (1995)