2022 Fiscal Year Annual Research Report
微生物が潜在的に有するケミカルシグナル応答機構を利用した天然化合物の生産誘導
| Project/Area Number |
21K19099
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
|
| Keywords | ケミカルシグナル / 微生物二次代謝産物 / 天然化合物 / 生産誘導 / βーカルボリン / 放線菌 / 転写制御因子 / リベロマイシン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
二次代謝産物を生産菌することで知られる放線菌から、抗生物質、抗がん剤、免疫抑制剤、農薬となる有用化合物が単離されている。現在でも、強い生理活性を有する微生物代謝産物の重要性は非常に高く、生産誘導機構を解明し、放線菌ゲノム中に存在する生合成遺伝子クラスターを活性化することによって医薬・農薬シーズとなる天然化合物の創出が望まれている。これまでに、二次代謝物の生産を誘導するケミカルシグナルとして「β-カルボリン」を見出している。そこで、β-カルボリン誘導体(BR-1)に応答する標的分子の作用機構を解析した。また、放線菌に組み込まれているシグナル受容機構を解明することによって、遺伝子操作を行わずに天然化合物の生産を誘導する手法の検討を継続して行った。
最適化合成シグナルの開発：BR-1結合によるATP結合阻害により、RevU構造を標的DNA結合型に誘導する機構を検討するため、人工合成遺伝子を用いて可溶化RevU蛋白質を大腸菌で異種発現し、精製効率を改善することに成功した。また、市販の阻害剤を用いてRM-A生産誘導を評価した結果、生産性を増強する分子を見出した。
BR-1を用いた新規天然化合物探索：有用天然物の探索源として知られる放線菌にはLAL family転写制御因子群が存在する。そこで、独自に土壌より取得した放線菌を用い、BR-1およびその誘導体を添加して培養したところ、生産誘導される代謝産物の取得に成功した。次に、本化合物の取得に向けて大量培養を行い、培養液を各種カラムクロマトグラフィーにより精製し、目的化合物を得た。現在NMR測定を行い、構造を解析している。また、BR-1およびその誘導体により発現が誘導される遺伝子の同定と発現制御機構の解明のために標的放線菌のゲノム解読を行い、候補遺伝子クラスターの情報を取得した。
|
