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2012 Fiscal Year Annual Research Report

放線菌の「休眠遺伝子」覚醒技術の確立と機能解析

Research Project

Project/Area Number 22380055
Research InstitutionHiroshima Institute of Technology

Principal Investigator

越智 幸三  広島工業大学, 生命学部, 教授 (70353985)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Keywords微生物遺伝・育種 / 休眠遺伝子 / 放線菌 / RNAポリメラーゼ / 希土類元素
Research Abstract

平成24年度は、最終目標の達成に向けて「変異型RNAポリメラーゼの利用」、「天然の変異型RNAポリメラーゼ遺伝子の利用」、「希土類元素の利用」の三つの切り口から研究を遂行した。これらの成果は、今年度J.Bacteriol.など6つの国際的有力誌に掲載の運びとなった(以下の「研究発表」の項を参照)。
1.変異型」RNAポリメラーゼの利用:Streptomyces griseusなど7種の放線菌からそれぞれ8種ないし12種の様々なRNAポリメラーゼ変異(rpoB)株をリファンピシン耐性変異株の中から見い出すことができた。各々のrpoB変異株の抗生物質の生産能を試験した結果、H437RとH437Y変異が抗生物質生産力アップに有効であるという一般則を見い出すことに成功した。加えて、これらH437RとH437Y変異は放線菌が内包する様々な「休眠遺伝子」の覚醒にも有効であることを二次代謝産物生合成をコードする休眠遺伝子の転写レベルでの活性化(最大70倍にアップ)で確認した。
2.天然の変異型RNAポリメラーゼ遺伝子の利用:天然の変異型RNAポリメラーゼ遺伝子を保有する株は、特に人為的な操作を加えなくても休眠遺伝子が活性化されていると予想できる。そこで、昨年度までに自然界から取得した天然の変異型RNAポリメラーゼ遺伝子保有株を培養し、目下新抗生物質の発見を試みている。
3.希土類元素の利用:S.griseusが有する15の休眠遺伝子を例にとり、これら休眠遺伝子群はpH、酸素、温度、薬剤、重金属など30項目にわたる様々なストレス付与においても全く活性化せず、正に休眠遺伝子と呼ぶべきものであることを実証した。次に、そのような休眠遺伝子であっても、希土類元素(スカンジウム、ランタン)をsublethal濃度で添加することにより明らかな活性化効果(3-5倍)があることを見い出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

スクリーニングおよび生理学的な解析は予期した以上に進展しているが、大学の設備等の問題もあって、分子生物学的解析にやや遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

今後は分子生物学的解析に益々力を注ぎ、研究の深化を図ってゆく。また、今年度は最終年度にもあたるので、3つのサブテーマ全てで当初目標を達成できるよう努力する

  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] rRNA(rrn)Operon-Engineered Bacillus subtilis as a Feasible Test Organism for Antibiotic Discovery2013

    • Author(s)
      Yukinori Tanaka Hideaki Nanamiya Koichi Yano Koji Kakugawa Fujio Kawamura Kozo Ochi
    • Journal Title

      Antimicrobial Agents and Chemotherapy

      Volume: 57 Pages: 1948-1951

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New strategies for drug discovery: activation of silent or weakly expressed microbial gene clusters2013

    • Author(s)
      Kozo Ochi Takeshi Hosaka
    • Journal Title

      Applied Microbiology and Biotechnology

      Volume: 97 Pages: 87-98

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structure analysis of the translation factor PF3 (release factor 3)2012

    • Author(s)
      Kiyohito Kihira Yoshihiro Shimizu Yasuhito Shomura Naoki Shibata Masaya Kitamura Atsushi Nakagawa Takuya Ueda Kozo Ochi Yoshiki Higuchi
    • Journal Title

      FEBS Lettrs

      Volume: 586 Pages: 3705-3709

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Undecaprenyl Pyrophosphate Involment in Susceptibility of Bacillus subtilis to Rare Earth Elements2012

    • Author(s)
      Takeshi Inaoka Kozo Ochi
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology

      Volume: 194 Pages: 5632-5637

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heterologous expression of a plant RelA-SpoT homologue results in increased stress tolerance in Scaccharomyces cerevisiae by accumulation of the bacterial alarmone ppGpp2012

    • Author(s)
      Kozo Ochi Tomoyasu Nishizawa Takashi Inaoka Akiyo YAmada Kohsuke Hashimoto Takeshi Hosaka Susumu Okamoto Yoshishiro Ozeki
    • Journal Title

      Microbiology

      Volume: 158 Pages: 2213-2224

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Magic Bullet for Antibiotic Discovery2012

    • Author(s)
      Kozo Ochi Susummu Okamoto
    • Journal Title

      Chemistry & Biology

      Volume: 19 Pages: 932-934

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Streptomyces 属放線菌の潜在的抗生物質生産能力を引き出すエリスロマイシン耐性変異の特定と機能解析2013

    • Author(s)
      今井 優 綾木啓太 渡邉 健  越智幸三  保坂 毅
    • Organizer
      日本農芸化学会2013年度大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20130325-20130327
  • [Presentation] Streptomyces coelicolorA3(2) の抗生物質高生産rpsLK88E変異株の定常期高翻訳活性を担う因子群の包括的解析2012

    • Author(s)
      岩川千紘  越智幸三  保坂 毅
    • Organizer
      2012年度日本放線菌学会大会
    • Place of Presentation
      府中市府中の森芸術劇場
    • Year and Date
      20120906-20120907
  • [Presentation] 抗生物質抗生産をひきおこす「リンコマイシン耐性変異」の同定と解析2012

    • Author(s)
      王 国君  田中幸徳  保坂 毅  越智 幸三
    • Organizer
      2012年度日本放線菌学会大会
    • Place of Presentation
      府中市府中の森芸術劇場
    • Year and Date
      20120906-20120907
  • [Presentation] リファンピシン耐性(rpoB)変異の導入による各種放線菌の”休眠遺伝子”活性化と二次代謝産物の分析2012

    • Author(s)
      田中 幸徳  廣瀬由鷹  釘宮理恵  笠原 堅  越智幸三
    • Organizer
      2012年度日本放線菌学会大会
    • Place of Presentation
      府中市府中の森芸術劇場
    • Year and Date
      20120906-20120907
  • [Presentation] Streptomyces 属放線菌の潜在的抗生物質生産能力を引き出すエリスロマイシン耐性変異の同定と特性解析

    • Author(s)
      今井 優  渡邉 健  綾木啓太  越智幸三  保坂 毅
    • Organizer
      2012年度日本放線菌学会大会
    • Place of Presentation
      府中市府中の森芸術劇場

URL: 

Published: 2014-07-24  

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