2018 Fiscal Year Research-status Report
Rational design for activation of cryptic natural products in streptomycetes
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18K05390
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木谷 茂 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 准教授 (10379117)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 抗生物質生産 / 放線菌 / 二次代謝シグナル / 休眠二次代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放線菌は、30種以上もの二次代謝クラスターを保有するにもかかわらず、クラスターの9割が休眠状態にある。これらの潜在能力を活用できれば、新たな生理活性物質を、限られた生物資源より効率的に発見できると考えられる。この休眠二次代謝を覚醒するには、二次代謝シグナル系のスイッチを強制的にオンすることが重要であると考えた。本研究では、二次代謝シグナル系の操作を介して、放線菌の休眠二次代謝能を包括的に覚醒させ、新規有用物質を創出することを主たる目的としている。
本年度は、まず、研究代表者が見出したブテノライド型シグナル活性を示すStreptomyces bambergiensisの二次代謝系に着目した。ブテノライド型シグナルの生合成に必須と考えられる酵素遺伝子をPCR法により探索したところ、既知の酵素遺伝子と高い相同性を示すDNA領域を獲得した。次に、本DNA領域を基にして、その遺伝子欠損株を作成し、その二次代謝物の生産プロファイルを解析した結果、複数の代謝物の生産性が変化することが明らかとなった。したがって、ブテノライド型シグナルが関与すると推定される新たな二次代謝系の存在が示唆された。
２つ目に、Kitasatospora setaeの低生産性物質であるキタセタリンに着目した。これまでに、キタセタリン生合成に関与する各遺伝子をStreptomyces avermitilis SUKA22株に順次、導入したところ、新規トリプトリン化合物の生産覚醒に成功している。そこで、新規トリプトリン化合物の異種生産株に基質アナログであるフッ素化トリプトファンを添加したところ、そのフッ素化トリプトファンが取り込まれた新規トリプトリン化合物の創出に成功した。この手法を他の異種生産株にも適用することにより、新規有用物質を創出することができると考えられる。
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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
新たな二次代謝制御系を有する放線菌種を見出したこと、また潜在覚醒化物質の生合成系を活用して、非天然型の有用分子を創出したことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
S. bambergiensisが、新たなブテノライド型シグナル二次代謝制御系を有する可能性が示唆されたことから、その詳細な機構を明らかにする。フッ素化トリプトファンもしくはトリプトファン類縁体のキタセタリン／トリプトリン化合物の添加により、新規有用物質を創出し、その生理活性を検討する。
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| Causes of Carryover |
HPLCポンプ購入費を計上していたが、接続するHPLCが故障し、その購入を見送ったため。HPLCポンプ購入に向けて、HPLCを修理し、次年度使用額を有効に使用する予定である
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