2020 Fiscal Year Research-status Report
ゲノムマイニングと生合成酵素阻害剤処理を組み合わせた手法による新規化合物の探索
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20K05872
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
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 | 生合成遺伝子クラスター / 糸状菌二次代謝 / 天然物生合成 / デカリン合成酵素 / 阻害剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
天然物の創薬資源として重要性は不変である。昨今の新規化合物発見の困難さを克服するための鍵が、微生物ゲノムに眠る多数の生合成遺伝子クラスター（BGC）である。ゲノムマイニングに生合成酵素阻害剤処理を組み合わせた新たな探索系を構築することが本研究の目的であり、デカリン合成酵素Fsa2とその生合成経路をモデルに、新規化合物とそのBGCの取得を目指す。
Sequence similarity network（SSN）解析に基づくゲノムマイニングにより、新規BGC候補を絞り込み、そのBGCを保持する菌株をデカリン合成酵素阻害剤の有無で培養する。阻害剤添加によりその生産が変動する化合物が本研究の標的である。また、ゲノム未解読の土壌分離菌にも適用し、新規デカリン化合物探索へと展開する。本研究で実証する二次代謝特異的な生合成酵素阻害剤を用いた探索系は、特定の部分構造を有する天然物を効率的に探索・収集でき、BGCへの紐付けも容易であり、新規天然物探索の新たな手法の1つとなることが大いに期待できる。
今年度は、Proof-of-concept実験として、これまでに取得してきたデカリン化合物生産菌5株を用いて、デカリン合成酵素阻害剤の培地への添加により標的化合物の生産が阻害されることを確認した。また、デカリン合成酵素Fsa2についてSSN解析を行い、Fsa2ホモログを含むBGCをその相同性から分類し、代謝物との紐付けがされていない未解析BGC群を見出した。さらには、土壌分離糸状菌を対象に阻害剤添加により代謝物生産パターンの変化する菌株の探索に着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
Proof-of-concept実験の結果から、阻害剤を使った探索が実施可能であり、実際にスクリーニングに着手することができたため。また、SSN解析により標的とする未解析BGCが公的データベース上に多数存在することが判明し、新規化合物発見が十分に期待できることがわかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の成果に基づき、探索を実施する。新規化合物生産が期待できる候補株が得られたら速やかにゲノム解読を行い、BGCとの紐付けに取り組む。化合物の新規性はBGCの遺伝子構成などからも判別できる。また、公的コレクションからの探索も同時に進める。
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| Causes of Carryover |
2020年4月より現職に異動となったが、コロナ禍と重なり、研究室の起ち上げに少し遅れが出たため、当初予定した通りの予算執行にはならなかった。繰越額はそれほど高額ではないので、次年度は研究計画に沿って、適正な予算執行に努める。
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