RNAポリメラーゼ改変による微生物潜在機能の発現と転写機構の総括的解明

• 研究課題/領域番号: 17380058
• 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: 独立行政法人農業技術研究機構 (2006-2008); 独立行政法人食品総合研究所 (2005)
• 研究代表者: 越智 幸三 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所食品バイオテクノロジー研究領域生物機能解析ユニット, ユニット長 (70353985)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 15,700千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 2,100千円); 2008年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2007年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2006年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2005年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
• キーワード: 応用微生物 / 発酵 / 遺伝子 / RNAポリメラーゼ / 転写制御 / 二次代謝 / 抗生物質 / 緊縮制御 / 放線菌 / 枯草菌 / Thermus / ppGpp / Thermus thermophilus

研究概要

微生物における潜在機能を活性化するための技術開発と理論構築を目的として研究を展開し、結果としてRNAポリメラーゼの改変とリボゾームの改変が有効であることを見い出した。特にRNAポリメラーゼの改変は「休眠遺伝子」の活性化においても有効で、本技術は新物質の探索にひとつの有効な手法となるものと思われる。休眠遺伝子の発現原理についても明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Antibacterial discovery in actinomycetes strains with mutations in RNA polymerase or ribosomal protein S12. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosaka, T., M. Ohnishi-Kameyama, H. Muramatsu, K. Murakami, Y. Tsurumi, S. Kodani, M. Yoshida, A. Fujie, K. Ochi
  • 雑誌名: Nature Biotechnology 27 ページ: 462-464
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and Characterization of a Novel Multidrug Resistance Operon (2009)
  • 著者名/発表者名: Kim, J. Y. T. Inaoka, K. Hirooka, H. Matsuoka, M. Murata, R. Ohki, Y. Adachi, Y. Fujita, K. Ochi.
  • 雑誌名: mdtRP (yusOP) of Bacillus subtilis. 191 ページ: 3273-3281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacterial alarmone, guanosine 5'-diphosphate 3'-diphosphate (ppGpp), binds the b' subunit of plastid-encoded plastid RNA polymerase in chloroplasts. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., K. Takahashi, Y. Ochiai, T. Hosaka, K. Ochi, K. Nabeta.
  • 雑誌名: ChemBioChem. 10 ページ: 1227-1233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthesis of actinorhodin and related antibiotics : Discovery of alternative routes for quinine formation encoded in the Streptomyces coelicolor gene cluster. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, S., T. Taguchi, K. Ochi, K. Ichinose.
  • 雑誌名: Chem. Biol. 16 ページ: 226-236
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel insertion mutation in Streptomyces coelicolor ribosomal S12 protein results in paromomycin resistance and antibiotic over production. (2009)
  • 著者名/発表者名: Wang, G., T. Inaoka, S. Okamoto, K. Ochi.
  • 雑誌名: Antimicrob. Agents Chem other 53 ページ: 1019-1026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of dormant genes by Nonomuraea ATCC 39727 "mutant type" RNA polymerase. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tala, A., G. Wang,. M. Zemanova., S. Okamoto., K. Ochi., P. Alifano.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 191 ページ: 805-814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inactivation of KsgA, 16S rRNA methyltransferase, causes vigorous emergence of mutants with high-level kasugamycin resistance. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ochi, K., J-Y. Kim., Y. Tanaka, G. Wang, K. Masuda, H. Nanamiya, S. Okamoto, S. Tokuyasu, Y. Adachi, F. Kawamura.
  • 雑誌名: Antimicrob. Agents Chemother. 53 ページ: 193-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel gene regulation mediated by overproduction of secondary metabolite neotrehalosadiamine in Bacillus subtilis (2009)
  • 著者名/発表者名: T Inaoka, T Satomura, Y Fujita, K Ochi
  • 雑誌名: FEMS Microbiol Lett 291 ページ: 151-156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inactivation of KsgA, a 16S rRNA Methyltransferase, Causes Vigorous Emergence of Mutants with High-Level Kasugamycin Resistance (2009)
  • 著者名/発表者名: K Ochi, J Kim, Y Tanaka, G Wang, K Masuda, H Nanamiya, S Okamoto, S Tokuyama, Y Adachi, F Kawamura
  • 雑誌名: Antimicrobial Agents and Chemotherapy 53 ページ: 193-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthesis of Actinorhodin and Related Antibiotics : Discovery of Alternative Routes for quinine Formation Encoded in the act Gene Cluster (2009)
  • 著者名/発表者名: S Okamoto, T Taguchi, K Ochi, K Ichinose
  • 雑誌名: Chemistry & Biology 16 ページ: 226-237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dramatic activation of antibiotic production in Streptomyces coelicolor by cumulative drug-resistance mutations. (2008)
  • 著者名/発表者名: Wang, G., T. Hosaka, K. Ochi.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 74 ページ: 2834-2840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actinoperylone, a novel peryle nequinone-type shunt product, from a deletion mutant of the actVA-OFR5 gene for actinorhodin biosynthesis in Streptomyces coelicolor A3(2). (2008)
  • 著者名/発表者名: Taguchi, T., S. Okamoto., T. Itoh., Y. Ebizuka., K. Ochi, K. Ichinose.
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters. 49 ページ: 1208-1211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dramatic Activation of Antibiotic Production in Streptomyces coelicolor by Cumulative Drug Resistance Mutations (2008)
  • 著者名/発表者名: G Wang, T Hosaka, K Ochi
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 74 ページ: 2834-2840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of Dormant Bacterial Genes by Nonomuraea sp. Strain ATCC 39727 Mutant-Type RNA Polymerase (2008)
  • 著者名/発表者名: A Tala, G Wang, M Zemanova, S Okamoto, K Ochi, P Alifano
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 191 ページ: 805-814
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Insertion Mutation in Streptomyces coelicolor Ribosomal S12 protein results in paromomycin Resistance and Antibiotic Overproduction (2008)
  • 著者名/発表者名: G Wang, T Inaoka, S Okamoto, K Ochi
  • 雑誌名: Antimicrobial Agents and Chemotherapy 53 ページ: 1019-1026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dramatic activation of antibiotic production in Streptomyces coelicolor by cumulative drug resistance mutations (2008)
  • 著者名/発表者名: Goujun Wang, et. al.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the RsmG methyltransferase target as 16S rRNA nucleotide G527 and characterization of Bacillus subtilis rsmG mutants. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, K., S. K. Johansen., T. Inaoka., T. Hosaka., S. Tokyuyama., T. Tahara., S. Okamoto., F. Kawamura., S. Douthwaite., K. Ochi.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 189 ページ: 6068-6073
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rare earth, scandium, causes antibiotic overproduction in Streptomyces spp. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawai, K., G. Wang., S. Okamoto., K. Ochi.
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Lett. 274 ページ: 311-315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of a conserved 7-methylguanosine modification in 16S rRNA confers low-level streptomycin resistance in bacteria. (2007)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, S., A. Tamaru., C. Nakajima., K. Nishimura., Y. Tanaka., S. Tokuyama., Y. Suzuki., K. Ochi.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 63 ページ: 1096-1106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of soprulation-initiation mutation in Bacillus subtilis prfB gene. (2007)
  • 著者名/発表者名: Asai, K., T. Inaoka., H, Nanamiya., Y. Sadaie., K. Ochi., F. Kawamura.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 71 ページ: 397-406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in rsmG, encoding a 16S rRNA methyltransferase, result in low-level streptomycin resistance and antibiotic overproduction. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, K., T. Hosaka., S. Tokuyama., S. Okamoto., K. Ochi.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 189 ページ: 3876-3883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glucose up take pathway-specific regulation of synhtesis of neotrehalosadiamine, an novel autoinducer produced in Bacillus subtilis. (2007)
  • 著者名/発表者名: Inaoka, T., K. Ochi.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 189 ページ: 65-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] A fail-safe system for the ribosome under zinc-limiting conditions in Bacillus subtilis. (2007)
  • 著者名/発表者名: Natori, Y., H. Nanamiya., G. Akanuma., S. Kosono., T. Kudo., K. Ochi., F. Kawamura.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 63 ページ: 294-307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the RsmG Methyltransferase target as 16S rRNA nucleotide G527 and characterization of Bacillus subtilis rsmG mutants (2007)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nishimura, et. al.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 189 ページ: 6068-6073
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rare earth,scandium,causes antibiotic overproduction in Streptomyces spp. (2007)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kawai, et. al.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Letters 274 ページ: 311-315
  • 査読あり
• [雑誌論文] A fail-safe system for the ribosome under zinc-limiting conditions in Bacillus subtilis (2007)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Natori et al.
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 63 ページ: 294-307
• [雑誌論文] Glucose uptake pathway-specific regulation of synthesis of meotrehalosadiamine, a novel autoinducer produced in bacillus subtilis (2007)
  • 著者名/発表者名: Takashi Inaoka et al.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 189 ページ: 65-75
• [雑誌論文] Loss of a conserved 7-methylguanosine modification in 16S rRNA confers low-level streptomycin resistance in bacteria (2007)
  • 著者名/発表者名: Susumu Okamoto et al.
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 63 ページ: 1096-1106
• [雑誌論文] Increased expression of ribosome recycling factor is responsible for the enhanced protein synthesis during the late growth phase in an antibitoic-overproducing Streptomyces coel icolor ribosomal rpsL mutant. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hosaka, T., J. Xu., K. Ochi.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 61 ページ: 833-897
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological analysis of tehstringent response elicited in an extreme thermophilic bacterium, The rmus thermophilus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kasai, K., T. Nishizawa., K. Takahashi., T. Hosaka., H. Aoki., K. Ochi.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 188 ページ: 7111-7122
  • 査読あり
• [雑誌論文] EshA accentuates ppGpp accumulation and is conditionally required for antibiotic producton in Streptomyces coelicolor A3(2). (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, N., J. Xu., T. Hosaka., S. Okamoto., H. Aoki., M. J. Bibb., K. Ochi.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 188 ページ: 4952-4961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of α-amylase production by modulating the ribosomal component S12 protein in Bacillus subtilis 168. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., T. Hosaka, N. Tamehiro, T. Inaoka, K. Ochi.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 72 ページ: 71-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of α-amylase production by modulation of ribosomal component protein S12 in Bacillus subtilis 168 (2006)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Kurosawa et al.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 72 ページ: 71-77
• [雑誌論文] EshA accentuates ppGpp accumulation and is conditionally required for antibiotic production in Streptomyces coelicolor A3(2) (2006)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Saito et al.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 188 ページ: 4952-4961
• [雑誌論文] Increased expression of ribosome recycling factor is responsible for the enhanced protein synthesis during the late growth phase in an antibiotic-overproducing Streptomyces coelicolor ribosomal rpsL mutant (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hosaka et al.
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 61 ページ: 883-897
• [雑誌論文] Physiological analysis of the stringent response elicited in an extreme thermophilic bacterium, Thermus thermophilus (2006)
  • 著者名/発表者名: Koji Kasai et al.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 188 ページ: 7111-7122
• [雑誌論文] Improvement of α-amylase production by modulation of ribosomal component protein S12 in Bacillus subtilis 168 (2006)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Kurosawa
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 72・1 ページ: 71-77
• [雑誌論文] Possible involvement of ActVI-ORFA in transcriptional regulation of actVI tailoring-step genes for actinorhodin biosynthesis.
  • 著者名/発表者名: Taguchi, T., S. Okamoto., A. Lezhava., A. Li., K. Ochi., Y. Ebizaka., K. Ichinose.
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Lett. 269 ページ: 234-239
  • 査読あり
• [学会発表] ストレプトマイシン弱耐性変異rsmG導入による Streptomyces 属の二次代謝能の変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中幸徳, 他
  • 学会等名: 2008年度日本放線菌学会
  • 発表場所: 山梨県山梨市
  • 年月日: 2008-10-10
• [学会発表] Actinorhodin 生合成におけるActVA-5, ActVA-6 の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田口貴章、岡本晋、越智幸三、市瀬浩志
  • 学会等名: 日本放線菌学会
  • 発表場所: フルーツパーク富士屋ホテル(山梨県山梨市)
• [学会発表] ストレプトマイシン弱耐性変異rsmG導入によるStreptomyces属の二次代謝能の変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中幸徳、岡本晋、小松譲、徳山真治、池田治生、越智幸三
  • 学会等名: 日本放線菌学会
  • 発表場所: フルーツパーク富士屋ホテル(山梨県山梨市)
• [学会発表] Streptromyces coelicolor変異株における染色体環状化の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西川友也、荒川賢治、王国君、越智幸三、木梨陽康
  • 学会等名: 日本放線菌学会
  • 発表場所: フルーツパーク富士屋ホテル(山梨県山梨市)
• [学会発表] 希土類元素「スカンジウム」による放線菌二次代謝の活性化 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kozo Ochi, et. al.
  • 学会等名: 2007年度日本放線菌学会大会
  • 発表場所: しまなみ交流館(テアトロシェルネ)・広島県尾道市
  • 年月日: 2007-06-01
• [図書] In Gloval Regulatory Networks in Bacillus subtilis (2007)
  • 著者名/発表者名: Regulation of secondary metabolism in Bacillus subtilis
  • 出版者: Transworld Research Network
• [図書] 微生物の二次代謝に生理的意義はあるのか? 抗生物質生産の新たな意味を探る、化学と生物 (2007)
  • 著者名/発表者名: 越智幸三、稲岡隆史
• [図書] From microbial differentiation to ribosome engineering. Biosci. Biotechnol. Biochem. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ochi, K.
• [図書] 微生物の「休眠遺伝子」を活性化し抗生物質などを作り出す技術を開発、ブレインテクノニュース (2007)
  • 著者名/発表者名: 越智幸三
• [図書] リボゾーム工学による微生物からの有用物質発見、月刊バイオインダストリー2007年10月号 (2007)
  • 著者名/発表者名: 保坂毅、王国君、岡本晋、越智幸三
• [図書] Global regulatory networks in Bacillus subtilis (2007)
  • 著者名/発表者名: Takashi Inaoka, et. al.
  • 総ページ数: 249
  • 出版者: Transworld Research Network
• [図書] 蛋白質 核酸 酵素 (2005)
  • 著者名/発表者名: 戸澤 譲, 越智 幸三
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 共立出版株式会社
• [図書] THE WAKSMAN FOUNDATION OF JAPAN INC. Report of Researchs in 2004 (2005)
  • 著者名/発表者名: Kozo Ocni
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: THE WAKSMAN FOUNDATION OF JAPAN INC.