2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of molecular basis of biosynthesis with the aim of expanding the diversity of natural products
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20H00416
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
高橋 俊二 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, ユニットリーダー (30311608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野川 俊彦 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 技師 (40462717)
滝田 良 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (50452321)
永野 真吾 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (60286440)
加藤 直樹 摂南大学, 農学部, 准教授 (90442946)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 放線菌 / 天然化合物 / 異種発現 / 生合成 / 遺伝子資源 / 化学資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度と2021年度に達成した研究を踏まえ、本年度は、アスカマイシン生合成機構に集約して研究を進めた。特に、生合成機構の解明、中間代謝産物の同定を容易にするために、生産性向上に関わる要因について検討した。転写制御因子群を含む複数の遺伝子の恒常発現、レアコドンに対応するtRNAの補充、ハロゲン化に関わる修飾酵素遺伝子導入等を検討した結果、生産性の向上に成功した。次に、本条件をもとにして、RNA-seq解析により発現が向上している遺伝子を解析した。その結果、機能未知遺伝子を含め、生産性向上に関与する複数の遺伝子を見出した。また、Real time PCR実験による検証も行った。
バーティシラクタム生合成機構の解明に向けて、遺伝子破壊株に蓄積するポリエンマクロライド生合成中間体及び派生する環化誘導体の構造を解析した。さらに、標的の酵素を精製し、生合成中間体との反応を解析した結果、水酸化、オクタリン及びフラン環形成に関わる酵素を特定することに成功した。さらに、海洋微生物由来のメタゲノム情報から得られた、ハロ酸デハロゲナーゼ様ヒドロラーゼスパーファミリーに分類されるテルペン環化酵素群の機能を解析したところ、全てドリメノール合成酵素であることが判明した。アミノ酸配列の比較から酵素活性中心の機能解明に必要な情報を得ることが出来た。以上、新型コロナウイルス感染症による影響で研究が遅延したものの、最終年度までには、予定していた機能未知の生合成遺伝子クラスターの研究が大きく進展した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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