放線菌ゲノム解析と二次代謝産物生合成遺伝子情報の効果的利用

• 研究領域: 生合成マシナリー：生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御
• 研究課題/領域番号: 22108010
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 石川 淳 国立感染症研究所, 真菌部, 室長 (40202957)
• 研究分担者: 星野 泰隆 国立感染症研究所, 真菌部, 主任研究官 (40399457)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 39,520千円 (直接経費: 30,400千円、間接経費: 9,120千円); 2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2013年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2012年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2011年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2010年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: ゲノムシークエンス / 二次代謝産物 / 生合成遺伝子 / ゲノム / 次世代シークエンサー / 二次代謝 / データベース / 抗生物質 / 生合成

研究成果の概要

抗生物質や抗ガン剤などの生産者である放線菌で、現在我々が認知できている二次代謝産物は、放線菌の生産能力のうちの１割ほどでしかないため、残りの９割にアプローチし、生合成マシナリーの解明とその応用のための解析法を開発することを目的とした。既知の放線菌ゲノム配列のうち、二次代謝産物生合成遺伝子がよくアノテーションされている４種のすべてのタンパク質に見出されるPfamドメインのうち、二次代謝産物生合成に特有あるいは高頻度に見出されるものを抽出したサブセットを作成した。これ用いて、ドラフトゲノム配列などから二次代謝産物生合成遺伝子を効率よく見出すためのウェブツール「2ndFind」を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] A peptide ligase and the ribosome cooperate to synthesize the peptide pheganomycin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Noike, M., Matsui, T., Ooya, K., Sasaki, I., Ohtaki, S., Hamano, Y., Maruyama, C., Ishikawa, J., Satoh, Y., Ito, H., Morita, H. and Dairi T.
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 11 号: 1 ページ: 71-76
  • DOI: 10.1038/nchembio.1697
  • NAID: 120005619608
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reconstitution of biosynthetic machinery for the synthesis of the highly elaborated indole diterpene Penitrem. (2015)
  • 著者名/発表者名: Liu, C., Tagami, K., Minami, A., Matsumoto, T., Frisvad, J.C., Suzuki, H., Ishikawa, J., Gomi, K., and Oikawa, H.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 19 ページ: 5748-5752
  • DOI: 10.1002/anie.201501072
  • NAID: 130007492191
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A methyltransferase initiates terpene cyclization in teleocidin B biosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Awakawa, T., Zhang, L., Wakimoto, T., Hoshino, S., Mori, T., Ito, T., Ishikawa, J., Tanner, M. E., Abe, I.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 28 ページ: 9910-9913
  • DOI: 10.1021/ja505224r
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Draft genome sequence of Rhodococcus erythropolis JCM 6824, an aurachin RE antibiotic producer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, W., Hata, M., Sekizuka, T., Kuroda, M., and Ishikawa, J.
  • 雑誌名: Genome Announcement 巻: 2 号: 5
  • DOI: 10.1128/genomea.01026-14
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 放線菌の薬剤耐性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川淳
  • 雑誌名: 化学療法の領域 巻: 30 ページ: 122-128
• [雑誌論文] Complete genome sequence of the motile actinomycete Actinoplanes missouriensis 431(T) (= NBRC 102363(T)) (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideki Yamamura
  • 雑誌名: Standards in Genomic Sciences 巻: 2 号: 2 ページ: 294-303
  • DOI: 10.4056/sigs.3196539
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reveromycin A biosynthesis uses RevG and RevJ for stereospecific spiroacetal formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi S
  • 雑誌名: Nat.Chem.Biol. 巻: 7 号: 7 ページ: 461-468
  • DOI: 10.1038/nchembio.583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of nocobactin NA biosynthetic gene clusters in Nocardia farcinica. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, Y.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 193 ページ: 441-448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome sequence of Kitasatospora setae NBRC 14216^T ; an evolutionary snapshot of the family Streptomycetaceae. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, N.
  • 雑誌名: DNA Research 巻: 17 ページ: 393-406
  • 査読あり
• [学会発表] Streptomyces属放線菌C42由来のセルロース分解遺伝子カセットの構築とセルロース分解能の異種発現. (2015)
  • 著者名/発表者名: 春日 和, 千田優香, 興野峻一郎, 友常久実子, 牟田口祐太, 志村洋一郎, 石川 淳, 池田治生, 小嶋郁夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Streptomyces rochei 7434AN4株の線状ゲノムの塩基配列解析. (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲田晋宣, 曹 志生, ニンディタ ヨシ, 張 奕ブン, 田上道平, レジャヴァ アレキサンダー, 志波 優, 吉川博文, 石川 淳, 木梨陽康, 荒川賢治
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 抗生物質BD-12生合成遺伝子の機能解析. (2015)
  • 著者名/発表者名: 新倉春香, 丸山千登勢, 泉川美穂, 石川 淳, 池田治生, 新家一男, 濱野吉十
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 2ndFind: a Web-Based Support Tool to Find Secondary Metabolite Biosynthetic Gene Cluster. (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川 淳, 星野泰隆
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-08
• [学会発表] A methyltransferase initiates terpene cyclization in teleocidin B biosynthesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Awakawa, T., Mori, T., Zhang, L., Wakimoto, T., Hoshino, S., Ito, T., Ishikawa, J., Tanner, M. E. and Abe, I.
  • 学会等名: Natural Product Discovery and Development in the Post Genomic Era
  • 発表場所: San Diego, U.S.A.
  • 年月日: 2015-01-11 – 2015-01-14
• [学会発表] リボソームと新規ペプチドライゲースによる協同的ペプチド生成機構. (2014)
  • 著者名/発表者名: 野池基義, 松井 崇, 雄谷洸一, 佐々木郁雄, 丸山千登勢, 濱野吉十, 石川 淳, 佐藤康治, 伊藤 肇, 森田洋行, 大利 徹
  • 学会等名: 天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] Teleocidin 類の生合成機構の解明. (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 貴裕, 淡川孝義, 張驪駻, 星野翔太郎, 脇本敏幸, 森田洋行, 伊藤卓也, 石川 淳, 阿部郁朗
  • 学会等名: 天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] 2ndFind: a web-based support tool to find secondary metabolite biosynthetic gene cluster. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, J. and Hoshino, Y.
  • 学会等名: International Symposium on the Biology of Actinomycetes
  • 発表場所: Kusadasi, Turkey
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-12
• [学会発表] Investigation of siderophore biosynthesis genes in Nocardia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, Y. and Ishikawa, J.
  • 学会等名: International Symposium on the Biology of Actinomycetes
  • 発表場所: Kusadasi, Turkey
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-12
• [学会発表] 抗生物質BD-12生合成遺伝子の機能解析. (2014)
  • 著者名/発表者名: 新倉春香, 丸山千登勢, 石川 淳, 濱野吉十
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 2ndFind：二次代謝産物生合成遺伝子クラスター発見ウェブツール. (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川 淳, 星野泰隆
  • 学会等名: 日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] Nocardia cyriacigeorgicaの生産するシデロフォア. (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川 淳
  • 学会等名: 日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] Streptomyces thermocarboxydus C42のセルラーゼ遺伝子群の発現解析と発現タンパク質によるセルロース分解. (2014)
  • 著者名/発表者名: 友常久実子, 春日 和, 小林正之, 志村洋一郎, 石川 淳, 池田治生, 小嶋郁夫
  • 学会等名: 日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 抗生物質BD-12生合成遺伝子の機能解析. (2014)
  • 著者名/発表者名: 新倉春香, 丸山千登勢, 関塚剛史, 黒田 誠, 石川 淳, 濱野吉十
  • 学会等名: 日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] ペプチドライゲースとリボソームとの協同によるペプチド新奇生合成機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野池基義, 雄谷洸一, 佐々木郁雄, 丸山千登勢, 石川淳, 佐藤康治, 濱野吉十, 伊藤肇, 大利徹
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] キャンディン系抗真菌化合物アクレアシンの生合成に関わるオキシゲナーゼ遺伝子の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒井裕太郎, 星野泰隆, 清野優花, 佐藤浩之, 石川淳
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] セルラーゼ高分泌性放線菌Streptomyces argenteolus M178株由来のセルラーゼ遺伝子群の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 春日和, 日景真紀, 安達紗由香, 友常久実子, 志村洋一郎, 小林正之, 石川淳, 池田治生, 小嶋郁夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] セルラーゼ高分泌放線菌Streptomyces thermocarboxydus C42 のゲノム解読より見出された推定セルラーゼ遺伝子群の発現解析および発現タンパク質によるセルロース分解 (2014)
  • 著者名/発表者名: 友常久実子, 春日和, 佐藤梓織, 小林正之, 志村洋一郎, 石川淳, 池田治生,小嶋郁夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] Streptomyces rochei 7434AN4 株の線状染色体の塩基配列解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲田晋宣, 曹志生, ニンディタヨシ, 片岡憂祐, 田上道平, レジャヴァアレキサンダー, 志波優, 吉川博文, 石川淳, 木梨陽康, 荒川賢治
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] Analysis of RevU interaction to carboline compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: Panthee, S., Takahashi, S., Hayashi, T., Shimizu, T., Ishikawa, J., Matsuoka, S., Onuki, T., Osada, H.
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] De novoアセンブリーの最適化と二次代謝生合成遺伝子発見ツールの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川淳
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2013-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] 放線菌ゲノム解析と二次代謝産物生合成遺伝子情報の効果的利用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川淳
  • 学会等名: 生合成マシナリー：生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御, 第5回公開シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Nocardia属放線菌のシデロフォア生合成遺伝子の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 星野泰隆, 石川 淳
  • 学会等名: 第28回日本放線菌学会大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 放線菌に見出した新規ペプチドライゲース (2013)
  • 著者名/発表者名: 野池基義, 雄谷洸一, 佐々木郁雄, 丸山千登勢, 石川淳, 佐藤康治, 濱野吉十, 伊藤 肇, 大利徹
  • 学会等名: 第28回日本放線菌学会大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] セルロース分解性放線菌Streptomyces thermocarboxydus C42ゲノムに見出されたセルラーゼ推定遺伝子群の異種発現によるセルロース分解様式および遺伝子発現解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 友常久実子, 春日和, 小林正之, 池田治生, 石川淳, 小嶋郁夫
  • 学会等名: 第28回日本放線菌学会大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 放線菌ゲノム解析と二次代謝産物生合成遺伝子情報の効果的利用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川淳
  • 学会等名: 生合成マシナリー：生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御, 第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 次世代シークエンサーによる「とりあえずゲノム」解析のすすめ (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川淳
  • 学会等名: 第56回日本医真菌学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-11-10
  • 招待講演
• [学会発表] 2ndFind: a web-based support tool to find secondary metabolite biosynthetic gene cluster. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, J.
  • 学会等名: International Conference of Natural Products Biosynthesis
  • 発表場所: Awaji Shima, Japan
  • 年月日: 2012-06-17
• [学会発表] 二次代謝産物研究における次世代シークエンサーの利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川淳
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部シンポジウム
  • 発表場所: 秋田
  • 招待講演
• [学会発表] Nocobactin NA biosynthesis gene clusters in Nocardia farcinica (2011)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, Yasutaka
  • 学会等名: 16th International Symposium on the Biology of Actinomycetes
  • 発表場所: Mexico
  • 年月日: 2011-12-11
• [学会発表] 次世代シークエンサーによるMicromonospora griseorubidaのゲノム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川淳
  • 学会等名: 第25回日本放線菌学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-02
• [備考] 2nfFind
  • URL: http://biosyn.nih.go.jp/2ndFind/
• [備考] 2ndFind
  • URL: http://biosyn.nih.go.jp/2ndfind/
• [備考] 2ndFind
  • URL: http://biosyn.nih.go.jp/2ndfind/