2013 Fiscal Year Annual Research Report
カイメン由来難培養性共生細菌に着目した新規物質探索研究
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25242069
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
上村 大輔 神奈川大学, 理学部, 教授 (00022731)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | カイメン / 生物活性 / メタゲノム / 共生細菌 / 難培養性 / インドール誘導体 / 生合成経路 / 抗腫瘍性 |
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| Research Abstract |
クロイソカイメン由来の難培養性共生バクテリアをもとにBACライブラリーを構築し、高分子量のゲノムDNAを機能ベースのスクリーニングに利用することが可能となった。また、外部委託も含め抗菌活性等のスクリーニング系を構築した。現在、本ライブラリーに対し機能ベースのスクリーニングを行うことで、新規化合物・有用天然物の探索を進めている。
私達は既にカイメン共生微生物のメタゲノムDNAから構築したフォスミドライブラリーより新規ビスインドール化合物halichrome Aを単離・報告している。本色素生産株のフォスミドに含まれる30 kb程のインサート配列を次世代シークエンサーで解読し、20個以上のORFの同定に成功した。また、その中でFlavin-monooxygenase遺伝子に注目し、BL21株で発現させたところ、Indigo、Indirubinといったビスインドール化合物の生産に成功した。本アプローチを発展させることで、halichrome Aの生合成経路の解明を進めている。
新規化合物halichrome Aの構造をもとに、多数の誘導体の構築に成功した。本誘導体群はインドールにベンゼンスルホニル基を付加したものをベースとしたものであり、マウスメラノーマB16細胞に対してhalichrome Aよりも強い細胞増殖阻害活性を示す誘導体の開発にも成功した。また、新規活性物質の開発にも成功した。現在特許を出願中である。さらに置換基を調整するなど研究を進展させており、より強い活性を示す誘導体の開発を進めている。以上のように、カイメン由来難培養性共生細菌由来天然物に関する研究は順調に進捗していると認識できるようになった。これらの内容は、化学会年会、天然物討論会における口頭発表で紹介した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
予想以上の成果を得たと評価できる。特に、クロイソカイメン共生微生物のメタゲノムからBACをベクターとしたライブラリー構築方法を確立したこと、新規化合物を含む多数の誘導体化合物の開発に成功したことは、今後新規で有用な天然物の探索源に関する情報を容易に得られる道筋を得たことになり、意義深いと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
メタゲノムライブラリーに関しては、確立した方法論をもとにBACライブラリーの構築に成功しており、アッセイ系を工夫することで有効なクローンの獲得に全力を尽くす。また、新規化合物の単離と平行して、その生合成経路の研究もすすめる。培地への前駆体の投与、あるいは遺伝子破壊株の樹立など、様々なアプローチを用いる。またhalichrome A誘導体については、より幅広い置換基の付加を検討し有用な誘導体の発見をめざす。
得られた成果を生かして、カイメン共生微生物由来のハリコンドリン類など天然物探索を進展させる。
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