2011 Fiscal Year Research-status Report
エピジェネティックな未利用生合成遺伝子発現の活性化による新規有用物質の創出
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23710248
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
浅井 禎吾 東北大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60572310)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 二次代謝産物 / 天然物化学 / 糸状菌 / 生理活性物質 / エピジェネティクス / ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤 / DNAメチル化酵素阻害剤 |
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| Research Abstract |
本研究では、エピジェネティックな遺伝子発現制御を利用して、培養時における糸状菌の遺伝子発現をランダムに上昇させることで、通常培養時では休眠している生合成遺伝子の発現を誘導し、多種多様な新規有用物質を創出することを目的として、以下の2つの手法の確立を目指した。1) HDAC阻害剤およびDNAメチル化酵素阻害剤を用いた化学的手法2) LaeA 大量発現系を利用する遺伝子工学的手法1) 様々な酵素阻害剤の有効濃度および使用方法を、二次代謝物の組成の変化を指標に検討した。その結果、HDAC阻害剤である SBHA が多くの糸状菌に有効であることを見出し、数種の昆虫寄生糸状菌より、トリプトファン誘導体、芳香属ポリケチド類、ジヒドロベンゾフラン類を含む数多くの新規化合物の取得に成功した。また、DNAメチル化酵素阻害剤であるRG-108とSBHAを併用することで、四環式の新規骨格を有するポリケチド、側鎖に22,23-cis-エポキシドを有する高度に酸化された新規エルゴステロール類や新規isariotin類の取得に成功した。このように、本手法が多様な新規物質取得に非常に効果的であることが示された。今後、Aspergillus、PenicilliumやAcremoniumなど、有用物質生産菌が多く含まれる属の糸状菌や特殊な環境で生育する植物内生糸状菌等を探索することで、多種多様な新規有用物質の取得を目指す。2) laeAを組み込んだ大量発現用のベクターをモデル糸状菌であるAspergillus nidulansに形質転換した株の作成に成功せいた。野生型と比較して、いくつかの二次代謝物の生産が顕著に増大していることを確認した。今後、他のいくつかの糸状菌に適応することで、汎用性や新規物質取得に対する有効性の検討を行っていく予定である。
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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
本研究では、エピジェネティックな遺伝子発現制御を利用して、培養時における糸状菌の遺伝子発現をランダムに上昇させることで、通常培養時では休眠している生合成遺伝子の発現を誘導し、多種多様な新規有用物質を創出することを目的として、以下の2つの手法の確立を目指して行っている。1) HDAC阻害剤およびDNAメチル化酵素阻害剤を用いた化学的手法2) LaeA 大量発現系を利用する遺伝子工学的手法1) では、多くの糸状菌に有効と思われる条件を見出し、それを用いて、期待通り、多種多様な新規二次代謝物の取得に成功している。今後、本手法を用いて探索を続ければ、より多くの新規有用物質の取得が期待される。2)では、モデル糸状菌を用いてLaeA大量発現株の作成に成功し、LaeAが糸状菌の二次代謝に影響を与えることを確認した。今後、いくつかの糸状菌に適応し、汎用性を確認し、実際に天然物探索へと応用することを目指している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、エピジェネティックな遺伝子発現制御を利用して、培養時における糸状菌の遺伝子発現をランダムに上昇させることで、通常培養時では休眠している生合成遺伝子の発現を誘導し、多種多様な新規有用物質を創出することを目的として、以下の2つの手法の確立を目指して行っている。1) HDAC阻害剤およびDNAメチル化酵素阻害剤を用いた化学的手法2) LaeA 大量発現系を利用する遺伝子工学的手法1) では、今後、Aspergillus、PenicilliumやAcremoniumなど、有用物質生産菌が多く含まれる属の糸状菌や特殊な環境で生育する植物内生糸状菌等を探索することで、多種多様な新規有用物質の取得を目指す。2)では、今後、他のいくつかの糸状菌に適応することで、汎用性や新規物質取得に対する有効性の検討を行っていき、実際にLaeA過剰発現株より新規物質の取得を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本研究では、エピジェネティックな遺伝子発現制御を利用して、培養時における糸状菌の遺伝子発現をランダムに上昇させることで、通常培養時では休眠している生合成遺伝子の発現を誘導し、多種多様な新規有用物質を創出することを目的として、以下の2つの手法の確立を目指して行っている。1) HDAC阻害剤およびDNAメチル化酵素阻害剤を用いた化学的手法2) LaeA 大量発現系を利用する遺伝子工学的手法1) では、培地用試薬、有機化学実験用試薬、HPLC分析用溶媒等の試薬類に加え、ガラス器具等の消耗品の購入に使用する。2)では、生化学実験用、遺伝子組み換え実験用の試薬に加え、ディスポーザブルな消耗品の購入に使用する。さらに、研究発表や研究打ち合わせ旅費、論文英語校閲、論文印刷費等に使用する。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Tenuipyrone, a Novel Skeletal Polyketide from the Entomopathogenic Fungus, Isaria tenuipes, Cultivated in the Presence of Epigenetic Modifiers2012
Author(s)
T. Asai, Y. M. Chung, H. Sakurai, T. Ozeki, F. R.Chang, K. Yamashita, Y, Oshima
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Journal Title
Org. Lett
Volume: 14
Pages: 513-515
DOI
Peer Reviewed
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