2021 Fiscal Year Research-status Report
Exploring and extensive utilization of natural products in Sulawesi Island, Indonesia, creating the ecosystem diversity
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19KK0149
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
荒川 賢治 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (80346527)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 寛喜 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (20746515)
国吉 久人 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 准教授 (60335643)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Keywords | 生理活性物質 / 内生放線菌 / シグナル分子 / ミズクラゲ / 甲殻類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我が国の喫緊の課題である健康長寿の維持増進および地球温暖化に伴う熱帯地域感染症への対策に資するため、放線菌を生物資源ターゲットに設定し、インドネシア・スラウェシ島における新たな微生物分離源の開拓を行うとともに、シグナル分子二次代謝誘導系を利用した天然物探索方法の開発を目指す。インドネシアの生物多様性に富んだ研究シーズ（熱帯特有の植物内生菌、珊瑚・海綿共生菌および水圏生物）と日本側の研究シーズ（生物活性物質の構造決定・水圏生物を利用した生物活性試験・シグナル分子を利用した天然物探索）を融合し、強固な共同研究体制の確立と若手研究者の国際展開を遂行する。我々は、放線菌を生物資源ターゲットに設定し、世界有数の生物多様性の宝庫であるインドネシア・スラウェシ島に注目し、人的交流・研究シーズ共有を通じて深化し、新たな微生物
資源の開拓と有用性の再定義、および革新的な休眠二次代謝活性化技法の確立、さらに水圏生物の代謝動態を指標にした生理活性現象の探索、を通じて、新たな分子構造特性を有する生理活性分子の創出を目指す。
2019年は、相手国研究者と研究代表者および研究員が相互渡航し、サンプルの化合物抽出・生物活性試験などの共同研究を実施した。2020年度は、新型コロナウイルスの影響にて相互の渡航は出来なかったため、研究代表者がマカッサル州立大学主催の国際シンポジウムにてオンライン講演を行い、本研究のディスカッションを行った。また、共同研究遂行に資する研究基盤整備も行った。マカッサル州立大学は長期間のロックアウトとなっていたが、2020年末からサンプル採集が可能となり、微生物ライブラリーの蓄積が進められており、2021年度は渡航開始が見いだせない現状を打破すべく、日本でのサンプル解析を進めるためのMTA作成を完了した。
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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
2021年度は [1] 内生放線菌単離株からの生理活性分子の構造決定、[2] 水圏生物(ミズクラゲ, 甲殻類)を利用した生物活性試験、[3] 共生微生物・海洋放線菌のサンプル採集および熱帯・亜熱帯地域特有の水圏生物の生態調査、について、現地に渡航してサンプル解析および生態調査を行う予定であったが、新型コロナウイルスの影響で海外渡航が不可能だったため進められなかった。
インドネシアでの感染流行も収まっていない現状を踏まえ、日本にてサンプル解析を進めるべく、マカッサル州立大学と広島大学、東京海洋大学の三者にてMTAの締結を完了した。また、マカッサル州立大学では、カルストから30株、珊瑚礁海水域から72株を単離した。これらはいずれも顕微鏡観察、寒天培地状のコロニー形状などから菌株重複を排除済みである。Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Fusarium oxysporumを用いた抗菌活性試験を行ったところ、カルストから取得した内生放線菌は、30胄中18株に抗菌活性が認められた。海生生物への解析はまだ行っていないが、渡航制限が解除され次第適宜ミズクラゲ、甲殻類での活性試験を遂行する。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画延長となった2022年度において、代表者および分担者、さらには研究協力者(博士課程後期学生およびポスドク) の長期滞在を予定している。また、日本側若手研究者を中心として、熱帯・亜熱帯域生物の水圏生物の代謝動態や生物多様性などの生態調査を行う。今後の国際共同研究の強化および若手研究者・研究協力者の国際展開・海外留学を視野に入れ、本研究課題の遂行に注力する。
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| Causes of Carryover |
本課題は2021年度までの計画となっていたが、2020年3月以降からの新型コロナウイルス感染症の影響でインドネシアへの渡航が事実上不可能な状況となっている。2021年末に本学（研究代表者・荒川、研究分担者・国吉博士）、東京海洋大学（研究分担者・小山博士）、およびインドネシア・マカッサル州立大学（相手国研究者・Alimuddin Ali博士）とのMaterial Transfer Agreementの三者契約を締結し、日本側でもサンプルを取り扱える状況となった。研究代表者・荒川の指導学生で2021年10月入学したインドネシア人学生Rukman MusliminがAli博士の下で共同研究を展開しており、有効な微生物株の単離および生物活性試験を遂行している。2022年度に本研究課題を現地にて遂行し、生理活性天然物スクリーニングおよび単離・構造決定、さらに論文化を達成する。
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[Journal Article] Production of agrocinopine A by Ipomoea batatas agrocinopine synthase in transgenic tobacco and its effect on the rhizosphere microbial community2022
Author(s)
Aiko Tanaka, Maarten H. Ryder, Takamasa Suzuki, Kazuma Uesaka, Nobuo Yamaguchi, Tomoko Amimoto, Motoyasu Otani, Osamu Nakayachi, Kenji Arakawa, Nobukazu Tanaka, Daigo Takemoto
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Journal Title
Molecular Plant-Microbe Interactions
Volume: 35
Pages: 73-84
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Chemoenzymatic synthesis, computational investigation, and antitumor activity of monocyclic lankacidin derivatives2022
Author(s)
Rukman Muslimin, Natsumi Nishiura, Aiko Teshima, Kiep Minh Do, Takeshi Kodama, Hiroyuki Morita, Cody Wayne Lewis, Gordon Chan, Ahmed Taha Ayoub, Kenji Arakawa
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Journal Title
Bioorganic & Medicinal Chemistry
Volume: 53
Pages: 116551
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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