産業微生物物質生産・変換における包括的解析基盤の確立

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20310122
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 池田 治生 Kitasato University, 大学院・感染制御科学府, 教授 (90159632)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高松 智 北里大学, 大学院・感染制御科学府, 講師 (30236351) ; 小松 護 北里大学, 基礎研究所, 研究員 (40414057)
• Keywords: 染色体再構成 / 放線菌 / 2次代謝産物 / ゲノム / 産業微生物

Research Abstract

本研究は物質生産および変換のための包括的な解析基盤を構築するため以下の3つの課題に分け検討する。1.ゲノム情報を基盤とした染色体再構成による主要2次代謝産物生合成遺伝子群が欠失した大規模欠失株の構築。2.溶原化ファージの組み込み機構を利用した染色体組込み型ベクターの開発。3.ゲノム情報を基盤とした高発現および誘導可能なプロモーターの検索およびその実験的検証。大規模欠失株の作製にはこれまでの相同的組み換えを利用した方法を用いて染色体の左末端付近からおよそ1.4Mbを欠失した株を得ることができたが、極めて効率が低く実用的ではない。そこでCre-loxPを用いた方法によっておよそ1.5Mbの領域を効率良く欠失することができた。一方、染色体組み込み型ベクターの開発に向け、既に単離されているファージTG1から組み込み部位(attP)およびインテグラーゼ部分を特定し、S.avermitilisを初め数種のStreptomyces属放線菌の染色体に安定にかつ効率良く組み込むことを見出した。さらに土壌から新たにファージを数十種単離し、そのうちφK38-1が溶原化ファージであること、またそのファージゲノムからattPとインテグラーゼ領域を特定した。高発現プロモータに関してはS.avermitilisのDNAマイクロアレイの結果から数種の候補を見出した。その中でもリボソームタンパク質遺伝子の発現は全般に培養初期から後期まで良好であることを見出した。これらのうち、rpsJおよびrpsLはともに発現量および安定性が良く、これらのプロモーターを用いて微生物由来のモノテルペン合成酵素遺伝子を初めて単離および異種発現することに成功した。

Research Products

• [Journal Article] Identification and functional analysis of genes controlling biosynthesis of 2-methylisoborneol (2009)
  • Author(s): M. Komatsu, M. Tsuda, S. Omura, H. Oikawa, H. Ikeda
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105 Pages: 7423-7427
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal Structures of Cytochrome P450 105P1 from Streptomyces avermitilis : Conformational Flexibility and Histidine Ligation State (2009)
  • Author(s): L. -H. Xu, S. Fushinobu, H. Ikeda, T. Wakagi, H. Shoun
  • Journal Title: J. Bacteriol. 191 Pages: 1211-1219
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of a regulatory gene, aveR, for the biosynthesis of avermectin in Streptomyces avermitilis (2009)
  • Author(s): S. Kitani, H. Ikeda, T. Sakamoto, S. Noguchi, T. Nihira
  • Journal Title: Appl. Microbiol. Biotechnol. 82 Pages: 1089-1096
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 異なったストレプトマイシン耐性変異(rsmGおよびrpsL)導入による放線菌の抗生物質生産性の増強放線菌由来フラボヘモグロビンパラログに関する研究Streptomyces avermitilis SUKAlにおける4-ヒドロキシ酪酸の発酵生産の構築16員環マクロライドBafilomycinの生合成遺伝子群の解析16員環マクロライドbafIlomycInの側鎖生合成遺伝子の解析産業利用放線菌を宿主としたァミノグリコシド抗生物質の生産ァクテノアァージTGIの産生するSer型インテグテーゼによる部位特異的組み換え機構の解析アクテノァァージTGIインテグラーゼの部位特異的組み換えに関わる配列要素の解析 (2009)
  • Author(s): 1. 田中幸徳, 小松護, 岡本晋, 徳山真治, 池田治生, 越智幸三2. 加藤慶一, 池田宗一郎, 吉本明弘, 黒木進吾, 矢嶋俊介, 池田治生, 大澤貫寿, 祥雲弘文3. 信殿正光, 春日和, 志村洋一郎, 古澤結子, 田母神繁, 小林正之, 池田治生, 小嶋郁夫4. 奈良綾子, 沼田淳, 小松護, 高松智, 葛山智久, 池田治生5. 沼田淳, 奈良綾子, 小松護, 池田治生, 葛山智久, 西山真6. 小松護, 高野英晃, 春日和, 高松智, 上田賢志, 小嶋郁夫, 池田治生T. 森田健太郎, 山本智之, 房田直記, 小松護, 池田治生, 平野展孝, 高橋秀夫8. 山本智之, 森田健太郎, 房田直記, 小松護, 池田治生, 平野展孝, 高橋秀夫
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 16員環マクロライドBafilomycinの生合成遺伝子群の解析Streptomyces avermitilisにおけるオートレギュレータ制御系についてストレプトマイシン弱耐性変異rmsG導入によるStreptomyces属の二次代謝能の変化微生物ゲノムデーターベースからの異臭物質(2-methylisoborneol)生合成遺伝子の同定 (2008)
  • Author(s): 1. 奈良綾子, 小松護, 高橋洋子, 藤田信之, 池田治生2. 宮本聖子, 木谷茂, 池田治生, 仁平卓也3. 田中幸徳, 岡本晋, 小松護, 徳山真治, 池田治生, 越智幸三4. 小松護, 津田宗哉, 大村智, 及川英秋, 池田治生
  • Organizer: 日本放線菌学会
  • Place of Presentation: フルーツパーク富士屋ホテル
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] Comparative Analysis of Biosynthetic Gene Clusters for Anthelmintic Macrocyclic Lactones (2008)
  • Author(s): Haruo Ikeda
  • Organizer: 7^<th> US-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products
  • Place of Presentation: La JoIIa, California, U.S.A.
  • Year and Date: 2008-06-23
• [Remarks]
  • URL: http://avermitilis.ls.kitasato-u.ac.jp