2021 Fiscal Year Research-status Report
Mining of secondary metabolite from "symbiotic fungi" and elucidation of their roles in biological interactions
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20K05820
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
本山 高幸 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, 専任研究員 (70291094)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 応用微生物 / 菌類 / ゲノム / 抗生物質 / 共生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、イネいもち病菌Pyricularia oryzaeを中心とした共生糸状菌を対象に、新しいタイプの二次代謝酵素を活用した化合物発掘及び二次代謝活性化による化合物発掘を行い、二次代謝産物の役割を解明するための基盤研究を行った。
新しいタイプの二次代謝酵素を活用した共生糸状菌からの化合物発掘では、グループD TAS1ホモログがテヌアゾン酸とは異なる新規化合物を生合成することを見出していた。この新規化合物の生合成の鍵となるドメインを見出すために、テヌアゾン酸の生合成酵素TAS1（グループA）とのドメイン交換実験を行い、KSドメインが鍵となることを示唆するデータを得た。
二次代謝活性化による共生糸状菌からの化合物発掘と活性化メカニズムの解析では、イネいもち病菌を含む糸状菌において二次代謝を制御する活性を持つ化合物NPD938を用いた解析を行った。我々は、植物の葉面から単離した糸状菌Fusarium sp. RK97-94が細胞周期阻害剤であるルシラクタエンを生産することを見出していたが、本菌をNPD938で処理することにより、ルシラクタエンの類縁化合物の生産誘導が引き起こされることを見出した。これらの中から、非常に強力な抗マラリア活性（IC50=1.5 nM）を示す新規化合物dihydrolucilactaene（DHLC）を単離し、同定した。
共生糸状菌の宿主を用いた二次代謝産物の役割の解析では、イネいもち病菌が生産する二次代謝産物テヌアゾン酸の役割を解析した。テヌアゾン酸の生合成遺伝子TAS1の発現は感染後期に誘導され、テヌアゾン酸は感染後期に何らかの機能を持つことが示唆された。また、TAS1を常時発現させると、イネのジャスモン酸応答遺伝子等の発現誘導を引き起こし、いもち病菌の感染を阻害することが示唆された。
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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
本年度は、イネいもち病菌Pyricularia oryzaeを中心とした共生糸状菌を対象に、新しいタイプの二次代謝酵素を活用した化合物発掘及び二次代謝活性化による化合物発掘を行い、二次代謝産物の役割を解明することを目的とした。グループD TAS1ホモログとTAS1とのドメイン交換実験を行い、KSドメインが生合成する化合物の構造の違いを決める鍵となることを見出した。また、テヌアゾン酸の生産を誘導する化合物NPD938でルシラクタエン生産菌を処理することにより、非常に強力な抗マラリア活性を示す新規化合物DHLCを取得することに成功した。更に、テヌアゾン酸がイネいもち病菌の感染を抑制するメカニズムに関して知見を得た。以上のように、おおむね順調に研究が進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
新しいタイプの二次代謝酵素を活用した共生糸状菌からの化合物発掘では、グループD TAS1ホモログに関する解析を主に行い、関連する成果に関して学会及び論文での発表を行う。二次代謝活性化による共生糸状菌からの化合物発掘と活性化メカニズムの解析では、非常に強力な抗マラリア活性を示す新規化合物DHLC等の生合成メカニズムに関する解析を行う。共生糸状菌の宿主を用いた二次代謝産物の役割の解析では、イネいもち病菌を主に用いて、二次代謝産物の機能解析を行なう。
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| Causes of Carryover |
理由
次年度使用額が1,374,027円生じた。新しいタイプの二次代謝酵素TAS1のホモログを用いた共生糸状菌からの化合物発掘において、グループC TAS1ホモログが生産する化合物に関して様々な解析を行う予定であったが、化合物の大量生産や精製が非常に難しく、研究を研究計画通り遂行することが困難であった。そのため、化合物精製や構造決定および生理作用解析等に関する研究費が減少し未使用額が生じた。
使用計画
次年度は、当初の予定より、化合物の構造決定や生合成メカニズムの解析に関連する研究経費の増大が見込まれ、必要な研究費の総額が増加するため、次年度使用額1,374,027円はその経費に充てることとしたい。次年度に請求する研究費110万円とあわせて2,474,027円で次年度の研究を行う。約167万円で物品購入を行い、研究を遂行する。旅費の30万円で研究成果の発表を行う。その他の50万円で英文校閲等を行う。
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Research Products
(7 results)
