2015 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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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
上村 大輔 神奈川大学, 特別招聘教授 (00022731)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | クロイソカイメン / 天然物 / メタゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私達は既にシャトルBACベクターの構築に成功している。本ベクターをもとにBACライブラリーを構築し、さらにスクリーニング系の開発を行った。具体的には培地に天然物生合成経路上の前駆体を加えた改良培地を用いたスクリーニング系を構築した。現在、クロイソカイメン以外のカイメン動物を遺伝子ソースとしたライブラリー構築も進めている。また、これまでの放線菌Streptomyces griseusに加え、新たにS. antibioticsを宿主としたライブラリー構築も進めている。
私達は既にクロイソカイメン共生バクテリア遺伝子のFosmid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。また次世代シークエンサーで解読し20個以上のORFの同定に成功している。その結果を基に本化合物の生産に関与する生合成クラスターをより詳細に分析した。具体的にはベクター中の各遺伝子を対象に、遺伝子破壊及び異種発現実験を行った。その結果、グルタミルトランスフェラーゼ、レダクターゼ等本ベクター上の多くの遺伝子が本化合物の生合成に関与しないことを明らかにした。
さらに私達はhalichrome Aの全合成を試みた。結果、アントラニル酸メチルエステルを原料とし、ブロモ酢酸メチルと塩基を混ぜ加熱しジエステル体を得た。ナトリウムメトキシドを加え還流し、ジメチル硫酸を使い3位のアルコールのメチル化を行い、メトキシインドールとし、最後に水酸化ナトリウムによる加水分解と銅触媒を用いた脱炭酸を行い3－メトキシインドールを得た。この3－メトキシインドールをカップリング原料として、これからビスインドール骨格を形成する予定である。
これらの内容は一部、日本化学会年会における口頭発表およびポスター発表等で紹介し、現在論文発表を急いでいる。
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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
抗菌性新規物質生産の確認が遅れているが、全体的には予想通りの成果が出ているので、上記の自己評価とした。特に、カイメンという複雑な生物系より取得したメタゲノムDNAライブラリーを効率的に利用できるようにした点や新規化合物halichrome Aの生合成クラスターの解析を進展させた点を考えれば、予定以上に進捗したと言える。残りの研究期間を十分に活用して、本計画をより一層加速、発展させて学術面のみならず、社会に対して貢献したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
1)スクリーニング効率の改善
メタゲノムライブラリーに関してはアッセイ系を工夫することでスクリーニング効率の向上を試み、メタゲノムの分離条件を工夫することでサンプル調整の段階での改善を試みる。また、放線菌Streptomyces griseusに加え、Streptomyces antibioticsを宿主としたライブラリー構築を進める。また、優勢種の異なるカイメンをライブラリーとすることでより多くの種類の微生物をライブラリー化する。
2)halichrome Aの生合成経路の解析
すでにクラスター中の遺伝子を相当数異種発現実験に成功しており、同様の手法で機能解析を進めていく。in silico解析に加え、in vivoあるいはin vitroの実験を進めることでhalichrome Aの生合成系を明らかにできると考えている。
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[Presentation] Chemical Biology Fantasia2015
Author(s)
上村大輔
Organizer
The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
Place of Presentation
アメリカ ハワイ Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort Hotel
Year and Date
2015-12-15 – 2015-12-20
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 天然物化学の新展開2015
Author(s)
上村大輔
Organizer
公益財団法人 山田科学振興財団
Place of Presentation
東京（東京コンファレンスセンター有明）
Year and Date
2015-05-31
Invited
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