2014 Fiscal Year Research-status Report
糸状菌におけるリボソーマルペプチド生合成経路の合理的探索
| Project/Area Number |
26505015
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
梅村 舞子 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (00552259)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 二次代謝経路 / リボソームペプチド / 糸状菌 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
糸状菌は生理活性を有する多くの低分子天然化合物を産生することで知られる。これら化合物は二次代謝経路によって生合成されるが、我々は、ゲノム情報と発現情報を組み合わせた手法によって、これまで糸状菌では知られていなかった種類の二次代謝経路であるリボソームペプチド生合成（RiPS）経路を見出した（Umemura et al., Fungal Genetics and Biology, 68, 23-30, 2014）。本経路では、化合物の骨格構造がそのまま前駆体遺伝子に書き込まれているため、ゲノム情報からの新規生合成遺伝子探索および化合物のデザインがより容易であると考えられる。この知見に基づき、本研究ではより広範に同種の経路を糸状菌に見出し化合物と生合成遺伝子のペアを同定することを目的とする。
初年度である本年度は、上記新規経路を見出したAspergillus flavusを中心に、遺伝子情報および代謝物の探索を行った。上記最初の糸状菌RiPS経路の例であるustiloxin生合成遺伝子群の特徴を元に、可能性のある遺伝子を複数種類破壊し、代謝物をLC-MS測定にかけた。その結果、新規なRiPS経路である可能性のある遺伝子群を１つ見出した。すなわち、他の糸状菌二次代謝経路と同様RiPS経路もゲノム上でクラスターをなして協同的に発現すると考えられるが、そのクラスター中の3種類の異なる遺伝子を破壊することで共通して消失する１つのMSピークを見出すことができた。アミノ酸成分解析の結果、このピーク画分は破壊した前駆体遺伝子に対応したリボソームペプチドである可能性が高い。
その他、他のAspergillus属の株を10種類購入または譲受し、生育条件等の基礎的な挙動を観察するとともに、来年度以降の探索に向けて２～３種類の温度条件下での代謝物を測定した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
新規二次代謝物質を同定することは一般に非常に困難だが、新たに１つのリボソームペプチド候補を見出した点は、大きな進歩であるといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
新たに見出したRiPS経路内の各遺伝子について、周辺も含めた遺伝子（20程度を予定）をそれぞれ破壊して代謝物を測定し、生合成クラスターを明確に同定する。それを元に、各クラスター内遺伝子の機能を推定する。また新たに準備した10種類のAspergillus属菌株について、ゲノムおよび遺伝子発現解析とともに代謝物をMSおよびMS-MS測定し、新規リボソームペプチド化合物を探索する。
|
| Causes of Carryover |
予定を超えて早期に対象化合物が見つかったため、実験実証を進めるとともに学会発表とディスカッションのための出張を中心に行った。そのため外国旅費が不足すると考えられたのでH27年度予算の前倒し請求を行ったが、他事業との兼ね合いにより学会出張費を按分するなどの調整を行った結果、最終的に残差が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
生合成遺伝子および化合物同定の実験を進めるとともに、同成果を国内外で発表し最先端の情報を得るためのより積極的な学会参加およびディスカッションのための出張費として使用する。
|
