糸状菌の環境応答攪乱による休眠二次代謝遺伝子クラスター覚醒

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23580125
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 本山 高幸 独立行政法人理化学研究所, 長田抗生物質研究室, 専任研究員 (70291094)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣田 洋 独立行政法人理化学研究所, 理研-KRIBB連携研究ユニット, 客員研究員 (00126153)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: イネいもち病菌 / 天然化合物 / シグナル伝達 / 生合成 / 農薬

Outline of Annual Research Achievements

糸状菌の休眠二次代謝遺伝子を強制的に覚醒させ、利用・解析可能にすることを目的に、モデル植物病原糸状菌であるイネいもち病菌を用いて環境応答情報伝達系因子に注目した研究を行ってきた。昨年度までに、環境応答情報伝達系のかく乱によるネクトリアピロン類とテヌアゾン酸の生産誘導に成功し、ネクトリアピロンの生合成遺伝子を見出すとともにテヌアゾン酸の生産制御に関与する因子を同定してきた。今年度、DNAマイクロアレイ等を用いた解析によりテヌアゾン酸の生合成遺伝子クラスターを同定することに成功した。テヌアゾン酸生合成遺伝子は新たなタイプの二次代謝産物生合成酵素をコードしていた。また、p38 MAPKとHPtに対する結合化合物を化合物アレイにより取得し、p38 MAPK結合化合物がテヌアゾン酸生産誘導活性を示すことを見出した。イネいもち病菌以外の糸状菌であるテルペンドール生産菌とシラクタエン生産菌でLaeAオルソログの遺伝子破壊を行うと、それぞれテルペンドールとルシラクタエンの生産が消失した。この結果から、テルペンドールとルシラクタエンはテヌアゾン酸と同様にLaeAオルソログにより生産制御されていることが明らかとなった。次に、テルペンドール生産菌でp38 MAPK遺伝子を破壊したところ、テルペンドール生産が低下し、イネいもち病菌でp38 MAPK遺伝子破壊を行うとテヌアゾン酸の生産誘導が引き起こされるのとは対照的な結果になった。また、ルシラクタエン生産菌において、ハイグロマイシンがルシラクタエンとメラニンの生産を誘導することを見出した。ハイグロマイシンはイネいもち病菌においても、メラニン等の生産を誘導した。以上の結果より、二次代謝産物生産制御メカニズムには共通の部分と共通ではない部分があることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Effects of acivicin on growth, mycotoxin production and virulence of phytopathogenic fungi (2014)
  • Author(s): Maeda, K., Nakajima, Y., Motoyama, T., Kitou, Y., Kosaki, T., Saito, T., Nishiuchi, T., Kanamaru, K., Osada, H., Kobayashi, T., Kimura, M.
  • Journal Title: Letters in Applied Microbiology Volume: 59 Pages: 377-383
  • DOI: 10.1111/lam.12289
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Detection of oxygen addition peaks for terpendole E and related indole-diterpene alkaloids in a positive-mode ESI-MS (2014)
  • Author(s): Hongo, Y., Nakamura, T., Takahashi, S., Motoyama, T., Hayashi, T., Hirota, H., Osada, H., and Koshino, H.
  • Journal Title: Journal of Mass Spectrometry Volume: 49 Pages: 537-542
  • DOI: 10.1038/ja.2014.80
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ハイグロマイシンB処理によるルシラクタエン生産糸状菌Fusarium sp. RK97-94における二次代謝産物生産誘導 (2015)
  • Author(s): 加藤 翔、本山 高幸、鎌倉 高志、長田 裕之
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 糸状菌の生合成制御による有用生理活性物質生産 (2014)
  • Author(s): 本山 高幸、植木 雅志、加藤 翔、鎌倉 高志、長田 裕之
  • Organizer: 2014年度 生物生産工学研究センターシンポジウム「生合成マシナリーの精密解析と有用物質生産への応用」
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-12-08
  • Invited
• [Presentation] ハイグロマイシンB処理によるルシラクタエン生産糸状菌Fusarium sp. RK97-94における二次代謝産物生産誘導 (2014)
  • Author(s): 加藤 翔、本山 高幸、鎌倉 高志、長田 裕之
  • Organizer: 第14回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2014-11-16
• [Presentation] 化合物アレイを用いたメラニン生合成阻害剤探索 (2014)
  • Author(s): 本山 高幸、田中 陽子、長田 裕之
  • Organizer: 第14回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2014-11-15
• [Presentation] Bioactivity of tenuazonic acid and its production control mechanism in Magnaporthe oryzae (2014)
  • Author(s): Choong-Soo Yun, Takayuki Motoyama, Hiroyuki Osada
  • Organizer: 3rd RIKEN-SNU symposium
  • Place of Presentation: RIKEN, Wako, Saitama, Japan
  • Year and Date: 2014-04-21