γ-ブチロラクトン型信号物質による放線菌二次代謝制御カスケードの解明

• 研究課題/領域番号: 15380063
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 仁平 卓也 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 教授 (70144441)
• 研究分担者: 関 達治 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 教授 (50029245) ; 木下 浩 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助手 (20294035) ; 中川 浩子 (中川 浩子(川崎 浩子) / 川崎 浩子) 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助手 (30251482)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 15,800千円 (直接経費: 15,800千円); 2005年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円); 2004年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円); 2003年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
• キーワード: 放線菌 / 二次代謝 / 信号伝達物質 / Streptomyces / ブチロラクトンオートレギュレーター / レセプター / 破壊株 / virginiamycin生産 / 破壊珠

研究概要

多種多様な二次代謝産物を生産する放線菌は、微生物由来の薬理活性物質の約3分の2以上を生産することから医薬品開発にとり重要な菌群である。そこで、生産性向上などにつながる二次代謝を改変できるツールとして、γ-butyrolactone型信号伝達物質(autoregulator)の存在が注目されている。放線菌に広く分布するautoregulatorは、対応する個々のレセプタータンパク質と協調して、二次代謝産物の生合成遺伝子群を転写制御するなど一部メカニズムが明らかになりつつあるが、その詳細についてはブラックボックスのままであった。本研究は、さまざまな放線菌のautoregulator制御系の解明・比較解析にもとづき、工業放線菌を対象とした一般放線菌に適用しうる普遍的な二次代謝制御モデルを構築、二次代謝の人為的活性化法に利用しようとするものである。研究期間中、Streptomyces virginiaeが生産するvirginiamycinの生合成遺伝子群とその制御因子を新たに発見、その機能を同定した。これらは各々virginiamycinの生産初期段階、後期段階を司る重要な因子であることを明らかにした。また、モデル放線菌S.coelicolor A3(2)では、レセプターと二次代謝生合成遺伝子群の間に機能する新たな制御因子を見いだした。次に、実用工業放線菌4種よりも同様のレセプターを取得したことから、工業生産菌におけるレセプターの重要性を示すことにも成功した。以上より、放線菌におけるautoregulatorを中心とした二次代謝制御モデルの構築が可能となり、二次代謝の人為的活性化法に必要な情報を提供できると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Cloning and characterization of a gene encoding the γ-butyrolactone autoregulator receptor from Saccharopolyspora erythrae. (2006)
  • 著者名/発表者名: Lee YJ.et al.
  • 雑誌名: J.Microbiol.Biotechnol. 16 ページ: 77-83
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cloning and characterization of a gene encoding the γ-butyrolactone autoregulator receptor from Saccharopolyspora erythrae (2006)
  • 著者名/発表者名: Lee YJ
  • 雑誌名: Journal of Microbiology and Biotechnology 16 ページ: 77-83
• [雑誌論文] A bacterial hormone (the SCB1) directly controls the expression of a pathway-specific regulatory gene in the cryptic type I polyketide biosynthetic gene cluster of Streptomyces coelicolor. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takano E.et al.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. 56 ページ: 465-479
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cloning and in vivo functional analysis by disruption of a gene encoding the γ-butyrolactone autoregulator receptor from Streptomyces natalensis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Lee KM.et al.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 184 ページ: 249-257
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A bacterial hormone (the SCB1) directly controls the expression of a pathway-specific regulatory gene in the cryptic type I polyketide biosynthetic gene cluster of Streptomyces coelicolor. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takano E. et al.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. 56 ページ: 465-479
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cloning and in vivo functional analysis by disruption of a gene encoding the γ-butyrolactone autoregulator receptor from Streptomyces natalensis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Lee KM
  • 雑誌名: Archives of Microbiology 184 ページ: 249-257
• [雑誌論文] A bacterial hormone (the SCB1) directly controls the expression of a pathway-specific regulatory gene in the cryptic type I polyketide biosynthetic gene cluster of Streptomyces coelicolor. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takano E
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 56 ページ: 465-479
• [雑誌論文] The SCB1 signalling system directly controls an antibiotic pathway-specific regulator in the cryptic type I polyketide biosynthetic cluster of Streptomyces coelicolor A3(2) (2005)
  • 著者名/発表者名: Takano, E., Konoshita, H., Mersinias, V., Bucca, G., Hotchkiss, G., Nihira, T., Smith, C., Bibb, M., Wohleben, W., Chater, K.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. (In press)
• [雑誌論文] Identification by gene deletion analysis of barB as a negative regulator controlling an early process of virginiamycin biosynthesis in Streptomyces virginiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuno K.et al.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 181 ページ: 52-59
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Intergeneric conjugal transfer of plasmid DNA from Escherichia coli to Kitasatospora setae, a bafilomycin B1 producer. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi SU.et al.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 181 ページ: 294-298
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cloning and functional analysis by gene disruption of a gene encoding a γ-butyrolactone autoregulator receptor from Kitasatospora setae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi SU.et al.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 186 ページ: 3423-3430
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cloning and characterization of a gene encoding the γ-butyrolactone autoregulator receptor from Streptomyces clavuligerus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kim HS.et al.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 182 ページ: 44-50
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification by gene deletion analysis of barB as a negative regulator controlling an early process of virginiamycin biosynthesis in Streptomyces virginiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuno K. et al.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 181 ページ: 52-59
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intergeneric conjugal transfer of plasmid DNA from Escherichia coli to Kitasatospora setae, a bafilomycin B1 producer. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi SU. et al.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 181 ページ: 294-298
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cloning and functional analysis by gene disruption of a gene encoding a γ-butyrolactone autoregulator receptor from Kitasatospora setae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi SU. et al.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 186 ページ: 3423-3430
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cloning and characterization of a gene encoding the γ-butyrolactone autoregulator receptor from Streptomyces clavuligerus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kim, H-S., Lee, Y-J., Lee, C-K., Choi, S-U., Yeo, S-H., Hwang, Y-L., Yu, T-S., Kinoshita, H., Nihira, T.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. (In press)
• [雑誌論文] Cloning and functional analysis by gene disruption of a gene encoding a γ-butyrolactone autoregulator receptor from Kitasatospora setae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi, S-U., Lee, C-K., Hwang, Y-I., Kinoshita, H., Nihira, T.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 186 ページ: 3423-3430
• [雑誌論文] Intergeneric conjugal transfer of plasmid DNA from Escherichia coil to Kitasatospora setae, a bafilomycin B(1) producer. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi, S-U., Lee, C-K., Hwang, Y-I., Kinoshita, H., Nihira, T.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 184 ページ: 294-298
• [雑誌論文] Identification by gene deletion analysis of barB as a negative regulator of the γ-butyrolactone-autoregulator cascade and controller of an early process of virginiamycin in Streptomyces virginiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuno, K., Lee, C-K., Nihira, T.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 181 ページ: 52-59
• [雑誌論文] γ-butyrolactone autoregulators and receptor proteins in non-Streptomyces actinomycetes producing commercially important secondary metabolites. (2003)
  • 著者名/発表者名: Choi SU.et al.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 180 ページ: 203-307
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] γ-butyrolactone autoregulators and receptor proteins in non-Streptomyces actinomycetes producing commercially important secondary metabolites. (2003)
  • 著者名/発表者名: Choi SU. et al.
  • 雑誌名: Arch.Microbiol. 180 ページ: 303-307
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] barS1, a gene for biosynthesis of a γ-butyrolactone autoregulator, a microbial signaling molecule eliciting antibiotic production in Streptomyces species. (2002)
  • 著者名/発表者名: Shikura N.et al.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 184 ページ: 5151-5157
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] barS1, a gene for biosynthesis of a γ-butyrolactone autoregulator, a microbial signaling molecule eliciting antibiotic production in Streptomyces species. (2002)
  • 著者名/発表者名: Shikura N. et al.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 184 ページ: 5151-5157
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsuno K. et al.: "Identification by gene deletion analysis of barB as a negative regulator of the γ-butyrolactpne-autoregulator cascade and controller of an early process of virginiamycin biosynthesis in Streptomyces virginiae"Arch.Microbiol.. 181. 52-59 (2004)
• [文献書誌] Choi, S-U. et al.: "γ-Butyrolactone autoregulators and receptor proteins in non-Streptomyces actinomycetes producing commercially important secondary metabolites"Arch.Microbiol.. 180. 303-307 (2003)
• [文献書誌] Choi, S-U. et al.: "Intergeneric conjugal transfer of plasmid DNA from Escherichia coli to Kitasatospora setae, a bafilomycin B(1) producer"Arch.Microbiol.. (In press). (2004)