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メタゲノム法を用いた環境機能分子およびその生合成遺伝子の探索と解析

研究課題

研究課題/領域番号 15H05629
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 水圏生命科学
研究機関北海道大学

研究代表者

藤田 雅紀  北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (30505251)

研究協力者 今井 一郎  
木村 信忠  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
キーワードメタゲノム / 化学生態学 / 海洋天然物 / クオラムセンシング / 殺藻細菌 / 生合成 / シデロフォア / 赤潮 / アオコ / 殺藻物質 / 海洋細菌 / 天然物化学 / 生物有機化学
研究成果の概要

環境中での微生物間の化学的相互作用を解明する方法として、メタゲノム法、生合成、単離構造決定、バイオインフォマティクス、各種バイオアッセイを組み合わせる統合的なスキームを確立した。
その結果、赤潮・アオコの殺滅に関与する複数の細菌とその活性物質を同定した。また、環境中での生産と活性機構に関わる知見を得て、赤潮・アオコの生物学的防除の安全かつ効率的な利用につながる結果を得た。さらに、既知のシグナル物質とは全く異なる、新規のクオラムセンシングスーパーアゴニストを同定した。および、カイメン由来生理活性物質を生産する共生細菌の生合成遺伝子を同定し非常に新規性の高い系統であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境微生物、生合成、単離構造決定など異なる分野を統合して、環境中での微生物間化学相互作用を解析する試みは技術的にも困難でありほとんどなかった。その中で、DNA配列決定法とメタゲノム法の進展を取り入れ、体系的に研究するための方法論を確立できたことは、環境中で生じる未解明生命現象をとらえる上で大きな進歩である。
その結果、赤潮・アオコの生物学的防除につながる発見や、産業利用可能なクオラムセンシング物質の新規スーパーアゴニストの同定(特許取得済み)、カイメン共生微生物の有効利用を可能にする共生菌群の全ゲノム解明は、環境中での微生物機能を実用化する上でのモデルケースとなりうるものである。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] ITQB-NOVA(ポルトガル)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidade Nova de Lisboa(ポルトガル)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure and reactivity of a siderophore-interacting protein from the marine bacterium Shewanella reveals unanticipated functional versatility2018

    • 著者名/発表者名
      Inês Trindade, José M. Silva, Bruno M. Fonseca2, Teresa Catarino3, Masaki Fujita, Pedro M. Matias, Elin Moe and Ricardo O. Louro
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 294 号: 1 ページ: 157-167

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.005041

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cloning of the Bisucaberin B Biosynthetic Gene Cluster from the Marine Bacterium Tenacibaculum mesophilum, and Heterologous Production of Bisucaberin B2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki J. Fujita, Yusuke Goto and Ryuichi Sakai
    • 雑誌名

      Mar. Drugs

      巻: 16 号: 9 ページ: 342-353

    • DOI

      10.3390/md16090342

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elemental composition and ultrafine structure of the skeleton in shell-bearing protists-A case study of phaeodarians and radiolarians2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Yasuhide; Iwata, Izumi; Hori, Rie S.; Uchiyama, Naomi; Tuji, Akihiro; Fujita, Masaki J.; Honda, Daiske; Ohfuji, Hiroaki
    • 雑誌名

      J. Struct. Biol.

      巻: 204 号: 1 ページ: 45-51

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2018.06.008

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] KB343, a Cyclic Tris-guanidine Alkaloid from Palauan Zoantharian Epizoanthus illoricatus2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Matsumura, Tohru Taniguchi, James D. Reimer, Shuntaro Noguchi, Masaki J. Fujita, and Ryuichi Sakai
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 20 号: 10 ページ: 3039-3043

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b01069

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-Methyl-β-carbolinium Salts and an N-Methylated 8-Oxoisoguanine as Acetylcholinesterase Inhibitors from a Solitary Ascidian, Cnemidocarpa irene2017

    • 著者名/発表者名
      Yohei Tadokoro, Teruaki Nishikawa, Taichi Ichimori, Satoko Matsunaga, Masaki J Fujita, Ryuichi Sakai
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 2 号: 3 ページ: 1074-1080

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b00127

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Mycale Sponge Inherits Mycalolide Producers Through2019

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      第4回 部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Alteromonas 属殺藻細菌由来シデロフォアの同定と機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      神手大輝、酒井隆一、藤田雅紀
    • 学会等名
      平成31年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 環境にやさしい赤潮対策~細菌による赤潮防除~2018

    • 著者名/発表者名
      神田衛、藤田雅紀
    • 学会等名
      HAKODATEアカデミックリンク2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 五稜郭の細菌でアオコを防ぐ!2018

    • 著者名/発表者名
      加藤健、藤田雅紀
    • 学会等名
      HAKODATEアカデミックリンク2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mycale Sponge Inherits Mycalolide Producers Through Vertical Microbial Transmission2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Fujita, Kentaro Takada
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Marine Natural Products
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Identification of a Novel Mycalolide from Fresh Sponge Extract by LC-MS Principal Component Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Fujita, Risa Nitanai, Ryuichi Sakai
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Marine Natural Products
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification and Production Mechanisms of Algicidal Compounds from Alteromonas sp.2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Fujita, Saki Umetsu, Ichiro Imai, Ryuichi Sakai
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Marine Natural Products
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LCMS主成分分析法により見出した新規マイカロライド類の同定2018

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀、似内梨紗、酒井隆一
    • 学会等名
      平成30年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Biosynthetic Origin of Mycalolides from Marine Sponge Mycale sp.2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Fujita, Risa Nitanai, Yosuke Itaka, Ryuichi Sakai
    • 学会等名
      JSFS International Symposium (85 anniversary)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alteromonas属由来の殺藻物質の生産と殺藻様式に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      梅津早希、今井一郎、酒井隆一、藤田雅紀
    • 学会等名
      平成29年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都港区)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Biosynthetic Gene Cluster and Potential Producer of the Marine Sponge Derived Macrolide, Mycalolides2017

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      US-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products for Young Researchers
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alteromonas属海洋細菌由来の赤潮藻類殺藻物質2016

    • 著者名/発表者名
      梅津早希、今井一郎、酒井隆一、藤田雅紀
    • 学会等名
      第58回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Alteromonas属海洋細菌由来の赤潮殺藻物質2016

    • 著者名/発表者名
      梅津 早希、今井 一郎、酒井 隆一、藤田 雅紀
    • 学会等名
      平成28年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都品川区)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子から探す・作る海洋天然物2016

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      2016年度27年度日本化学会北海道支部会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道函館市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタゲノム由来新規クオラムセンシング物質の研究2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀輝、木村 信忠、奈須野 恵里、藤田 雅紀
    • 学会等名
      平成27年度日本化学会北海道支部会
    • 発表場所
      北海道教育大学函館校(北海道函館市)
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Alteromonas属殺藻細菌由来二次代謝産物と生合成遺伝子の解析2015

    • 著者名/発表者名
      梅津 早希、今井 一郎、酒井 隆一、藤田 雅紀
    • 学会等名
      第50回天然物化学談話会
    • 発表場所
      グリーンピア岩沼モンタナリゾート(宮城県岩沼市)
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 海綿メタゲノムからのマイカロライド生合成遺伝子探索2015

    • 著者名/発表者名
      藤田 雅紀、酒井 隆一、伊勢 優史
    • 学会等名
      第29回海洋生物活性談話会
    • 発表場所
      筑波大学下田臨海実験所(静岡県下田市)
    • 年月日
      2015-05-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 海をまるごとサイエンス2018

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀 分担
    • 総ページ数
      128
    • 出版者
      KAIBUNDO
    • ISBN
      9784303800017
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 新規インドロキナゾリン型化合物およびその製造方法2017

    • 発明者名
      木村信忠、藤田雅紀
    • 権利者名
      木村信忠、藤田雅紀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 新規インドロキナゾリン型化合物およびその製造方法2017

    • 発明者名
      藤田雅紀 木村信忠
    • 権利者名
      藤田雅紀 木村信忠
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 新規インドロキナゾリン型化合物およびその製造方法2016

    • 発明者名
      木村信忠、藤田雅紀
    • 権利者名
      木村信忠、藤田雅紀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-12-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2023-12-25  

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