2020 Fiscal Year Research-status Report
新たな創薬資源の採集調査と新奇天然物生合成マシナリーの探索と解明
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20KK0173
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
阿部 郁朗 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (40305496)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
淡川 孝義 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (80609834)
森 貴裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (60734564)
牛丸 理一郎 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (10873648)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| Keywords | 創薬資源採集調査 / 天然物生合成 / 生合成マシナリー / 生物多様性 / 中国南西部 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の４つの項目を2020年度から4年間の計画で開始した。
１．植物内生菌、土壌微生物の採集単離（中国側が主導）調査対象地域として、未開拓薬用資源の宝庫、生物多様性ホットスポットとされる、中国南西部（広東、広西、雲南、海南省）を選択する。
２．低分子化合物の単離構造決定、生物活性評価（中国側が主導）上述したカルチャー・コレクションについて、異なる培養条件下で二次代謝産物生産能を詳細に検討し、微生物が生産する二次代謝産物とその生物活性を網羅的に解析する。
３．生合成マシナリーの解明と物質生産系の構築（日本側と中国側で同時進行）上述したカルチャー・コレクションについて、有用な生物活性物質生産能を示した微生物、あるいは、特異な分子骨格を生産する微生物については、全ゲノム配列を決定し、バイオインフォマティクスの技術を駆使したゲノムマイニングにより、テルペン、ポリケタイド、ペプチドなど、生物間相互作用に重要な役割を演ずる可能性が予想される創薬シード合物の新奇生合成酵素遺伝子を網羅的に探索し、その生合成マシナリーの詳細を解明する。大腸菌や酵母、麹菌などを宿主として、これら遺伝子の異種発現による物質生産系を構築する。有機化学を基盤として、生合成反応機構の詳細を酵素遺伝子レベルで明らかにする。
４．酵素結晶構造解析、機能改変と生合成リデザイン（日本側が主導） X線結晶構造解析により、酵素反応の立体構造基盤を明らかにするとともに、結晶構造に基づく酵素触媒機能の拡張と最適化をめざす。さらなる構造多様性の拡大と物質生産系の構築を実現し、所望の構造を有する、天然物を凌ぐ新規有用活性物質の大量安定供給をめざす。
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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
新型コロナウイルス感染拡大により互いの往来はならなかったが、共同研究成果が着実に多くの優れた共著論文に実りつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、上述した４つの項目を年間の計画で同時進行させる。本年度こそは、研究代表者を含め、若手研究者を戦略的に当該地域に派遣し、国際共同研究を強力に推進することで、独創的、先駆的な研究を格段に発展させる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大により、海外派遣、受け入れは残念ながら中止とせざるを得なかった。今年度こそは、研究代表者を含め、若手研究者を戦略的に当該地域に派遣し、国際共同研究を強力に推進することで、独創的、先駆的な研究を格段に発展させる。
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