海綿動物の生活環に基づいた有用微生物による天然物生産機構の解明

• 研究課題/領域番号: 16H04980
• 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: 水圏生命科学
• 研究機関: 北里大学 (2018-2019); 東京大学 (2016-2017)
• 研究代表者: 高田 健太郎 北里大学, 海洋生命科学部, 准教授 (90455353)
• 研究分担者: 松永 茂樹 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (60183951)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 海洋天然物 / 共生微生物 / 生物活性物質 / メタゲノム解析

研究成果の概要

海綿動物に含まれる化合物の一部が研究試薬や医薬品として利用されていることから、海綿動物は重要な海洋生化学資源のひとつとして認識されている。しかしながら、臨床開発に必要な試料を十分に供給できないことが問題になっている。本研究ではこの問題を解決するため、海綿動物の生活環に注目し有用天然物の生産者および生合成遺伝子を解明することを目的にした。その結果、カイメンMycale sp.由来でアクチン脱重合を阻害し強力な細胞毒性物質であるマイカロライドの生産者と生合成遺伝子を明らかにすると共に、その生産微生物はカイメンの親から子へ垂直伝播によって受け継がれ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

本研究は、海洋生物由来の有用物質の生産者および生合成機構を明らかにすることに成功し、創薬における医薬品候補化合物の応用開発に向けた大きな知見を得ることができた。また、活性物質の生産微生物が新規であったことより、海洋には未利用で有用な微生物資源が存在していることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Metachromins X and Y from a marine sponge Spongia sp. and their effects on cell cycle progression. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hitora Y, Takada K, Ise Y, Woo S.P, Inoue S, Mori N, Takikawa H, Nakamukai S, Okada S, Matsunaga S
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 28 号: 2 ページ: 115233-115233
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2019.115233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heptavalinamide A, an Extensively N-Methylated Linear Nonapeptide from a Cyanobacterium Symploca sp. and Development of a Highly Sensitive Analysis of N,N-Dimethylvaline by LCMS (2020)
  • 著者名/発表者名: Suo R, Watanabe, R, Takada, K, Suzuki T, Oikawa H, Itoi S, Sugita H, Matsunaga S
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 22 号: 4 ページ: 1254-1258
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b04420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microsclerodermins N and O, cytotoxic cyclic peptides containing a p-​ethoxyphenyl moiety from a deep-sea marine sponge Pachastrella sp. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tian T, Takada K, Ise. Y, Ohtsuka S, Okada S, Matsunaga S
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 76 号: 10 ページ: 130997-130997
  • DOI: 10.1016/j.tet.2020.130997
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Revised Structure of the Cyclic Octapeptide Surugamide A (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Kenichi、Kuranaga Takefumi、Sano Ayae、Ninomiya Akihiro、Takada Kentaro、Wakimoto Toshiyuki
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 67 号: 5 ページ: 476-480
  • DOI: 10.1248/cpb.c19-00002
  • NAID: 130007641158
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 年月日: 2019-05-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Miuramides A and B, Trisoxazole Macrolides from a Mycale sp. Marine Sponge, That Induce a Protrusion Phenotype in Cultured Mammalian Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Rei Suo, Kentaro Takada, Hisanori Kohtsuka, Yuji Ise, Shigeru Okada, and Shigeki Matsunaga
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 巻: 81(4) 号: 4 ページ: 1108-1112
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.8b00101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Poecillastrin H, a Chondropsin-type Macrolide with a Conjugated Pentaene Moiety, from a Characella sp. Marine Sponge (2018)
  • 著者名/発表者名: Rei Suo, Kentaro Takada, Raku Irie, Ryuichi Watanabe, Toshiyuki Suzuki, Yuji Ise, Susumu Ohtsuka, Shigeru Okada, and Shigeki Matsunaga
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 巻: 81(5) 号: 5 ページ: 1295-1299
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.8b00180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stellatolide H, a cytotoxic peptide lactone from a deep-sea sponge Discodermia sp. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamukai Shohei、Takada Kentaro、Furihata Kazuo、Ise Yuji、Okada Shigeru、Morii Yasuhiro、Yamawaki Nobuhiro、Takatani Tomohiro、Arakawa Osamu、Gustafson Kirk R.、Matsunaga Shigeki
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: 59 号: 26 ページ: 2532-2536
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2018.05.033
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 2.Fukuhara, K., Takada, K.*, Watanabe, R., Suzuki, T., Okada, S., Matsunaga, S.* Colony-wise Analysis of a Theonella swinhoei Marine Sponge with a Yellow Interior Permitted the Isolation of Theonellamide I. (2018)
  • 著者名/発表者名: 2.Fukuhara, K., Takada, K.*, Watanabe, R., Suzuki, T., Okada, S., Matsunaga, S.*
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 81 号: 11 ページ: 2595-2599
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.8b00591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lactomycins A-C, Dephosphorylated Phoslactomycin Derivatives that Inhibit Cathepsin B, from the Marine-derived Streptomyces sp. ACT232 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yi Sun, Rogie Royce Carandang, Yuta Harada, Shigeru Okada, Kazutoshi Yoshitake, Shuichi Asakawa, Yuichi Nogi, Shigeki Matsunaga, Kentaro Takada
  • 雑誌名: Mar. Drugs 巻: 16 号: 2 ページ: 70-70
  • DOI: 10.3390/md16020070
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Poecillastrin E, F, and G, cytotoxic chondropsin-type macrolides from a marine sponge Poecillastra sp. (2018)
  • 著者名/発表者名: Raku Irie, Yuki Hitora, Yuji Ise, Shigeru Okada, Kentaro Takada, Shigeki Matsunaga
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 74 号: 13 ページ: 1430-1434
  • DOI: 10.1016/j.tet.2018.01.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure Revision of Poecillastrin C and the Absolute Configuration of the β-Hydroxyaspartic Acid Residue (2017)
  • 著者名/発表者名: Raku Irie, Kentaro Takada, Yuji Ise, Susumu Ohtsuka, Shigeru Okada, Kirk R. Gustafson, Shigeki Matsunaga
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 19 号: 19 ページ: 5395-5397
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.7b02835
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Resolution of the Confusion in the Assignments of Configuration for the Ciliatamides, Acylated Dipeptides (2017)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Takada, Raku Irie, Rei Suo, Shigeki Matsunaga
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 80 号: 10 ページ: 2845-2849
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.7b00684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dragmacidins G and H, Bisindole Alkaloids Tethered by a Guanidino Ethylthiopyrazine Moiety, from a Lipastrotethya sp. Marine Sponge (2016)
  • 著者名/発表者名: Hitora, H.; Takada, K.; Ise, Y.; Okada, S.; Matsunaga, S.
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 巻: 79 号: 11 ページ: 2973-2976
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.6b00710
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Curacin E from the Brittle Star Ophiocoma scolopendrina (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueoka, R.; Hitora, U.; Ito, A.; Yoshida, M.; Okada, S.; Takada, K.; Matsunaga, S.
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 巻: 79 号: 10 ページ: 2754-2757
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.6b00701
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Yakushinamides, polyoxygenated fatty acid amides that inhibit HDACs and SIRTs, from the marine sponge Theonella swinhoei. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takada K, Imae Y, Ise Y, Ohtsuka S, Ito A, Okada S, Yoshida M, Matsunaga S.
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 79 号: 9 ページ: 2384-2390
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.6b00588
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthetic gene cluster for surugamide A encompasses an unrelated decapeptide, surugamide F (2016)
  • 著者名/発表者名: Ninomiya, A., Katsuyama, Y., Kuranaga, T., Miyazaki, M., Nogi, Y., Okada, S., Wakimoto, T., Ohnishi, Y., Matsunaga, S., Takada, K.
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 17 号: 18 ページ: 1709-1712
  • DOI: 10.1002/cbic.201600350
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 海洋生物の毒を巡る化学コミュニケーション (2019)
  • 著者名/発表者名: 高田健太郎
  • 学会等名: 高磁場・高感度NMR利活用促進のための天然物分野シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 海綿動物の細胞毒性物質を生産する共生微生物と伝播機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高田健太郎
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] 海綿動物の細胞毒性物質を生産する共生微生物と伝播機構の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高田健太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 招待講演
• [学会発表] Biologically active secondary metabolites from marine-derived actinomycetes (2017)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Takada
  • 学会等名: The JSFS 85th Anniversary-Commemorative International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Structures and a Function of Surugamides Isolated from Streptomycete (2017)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Takada
  • 学会等名: 1st China-Japan Joint Symposium on Natural Product Biosynthesis
  • 国際学会
• [学会発表] Structures and a function of cyclic peptides isolated from Streptomycete (2016)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Takada
  • 学会等名: 15th MaNaPro
  • 発表場所: Ceara, Brazil
  • 国際学会 / 招待講演