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CRISPR/Cas9システムを用いた糸状菌休眠二次代謝遺伝子群の活性化方法確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K05420
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関東京大学 (2021-2022)
国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2020)

研究代表者

尹 忠銖  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (40432801)

研究分担者 本山 高幸  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (70291094)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード菌類 / 二次代謝 / ゲノム編集 / 糸状菌 / CRISPR/Cas9
研究成果の概要

菌類は抗生物質のような有用な化合物を始めとする、多様な二次代謝産物の生産者で、ゲノム中に膨大な数の二次代謝関連遺伝子群を保持しているがこの遺伝子群の大部分は一般的培養条件下では休眠状態であり、これら休眠遺伝子群の活性化が活発に行われてきた。本研究では強力なゲノム編集ツールであるCRISPR/Cas9 システムを応用して糸状菌の休眠二次代謝遺伝子群を活性化する方法を確立を目指して研究を行い、イネいもち病菌をモデルカビとして一つの生合成酵素で作られることが知られているカビ毒、テヌアゾン酸の生合成遺伝子であるTAS1をCRIPSR/dCas9システムを応用して活性化してテヌアゾン酸の生産に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

昨今、世界的に抗生物質が効かない多剤耐性菌の増加や新しい感染症の拡散が問題視されているなか、新規抗生物質や治療剤のリード化合物になり得る糸状菌二次代謝産物発掘は大いに注目されている。この観点から休眠二次代謝遺伝子群の活性化及び代謝産物の獲得は社会に大きく貢献できると考えられる。本研究で提案したCRIPSR/dCas9システムを応用した休眠二次代謝遺伝子群の活性化方法は新規有用代謝産物獲得に適用できる可能性を示した。まだ細部的なシステムの改良などが必要であるが今後の研究で解決できると考えている。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Unique features of the ketosynthase domain in a nonribosomal peptide synthetase?polyketide synthase hybrid enzyme, tenuazonic acid synthetase 12020

    • 著者名/発表者名
      Yun Choong-Soo、Nishimoto Kazuki、Motoyama Takayuki、Shimizu Takeshi、Hino Tomoya、Dohmae Naoshi、Nagano Shingo、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 号: 33 ページ: 11602-11612

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.013105

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 新しいタイプの二次代謝酵素TAS1のホモログを活用した新規生理活性天然化合物の発掘2020

    • 著者名/発表者名
      本山高幸、野川俊彦、清水猛、川谷誠、二村友史、尹忠銖、長田裕之
    • 学会等名
      令和元年度日本農芸学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ケトシンターゼドメインによるかび毒テヌアゾン酸の環状骨格形成メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      尹忠銖、西本一希、本山高幸、日野智也、永野真吾、長田裕之
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学研究会19回コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌における二次代謝活性化2019

    • 著者名/発表者名
      本山高幸、野川俊彦、石井友彬、尹忠銖、長田裕之
    • 学会等名
      第61回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 環化反応を触媒する新規ケトシンターゼドメインのX線結晶構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      尹 忠銖、西本 一希、本山 高幸、日野 智也、永野 真吾、長田 裕之
    • 学会等名
      平成31年度日本農芸学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Timing of tenuazonic acid production at the infection plant pathogenic fungi.2018

    • 著者名/発表者名
      Choong-Soo YUN, Takeshi Kashiwa, Takayuki Motoyama, Hiroyuki Osada
    • 学会等名
      1st Japanese-German Symposium: Biosynthesis and Function of Natural Products
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulatory mechanism of mycotoxin tenuazonic acid biosynthesis in Pyricularia oryzae2018

    • 著者名/発表者名
      Choong-Soo YUN, Takayuki Motoyama, Hiroyuki Osada
    • 学会等名
      3rd European Conference on Natural Products
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カビ毒テヌアゾン酸の環状骨格を形成するTAS1 KSドメインのX線結晶構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      西本 一希、尹 忠銖、本山 高幸、長田 裕之、日野 智也、永野 真吾
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Crystallization analysis of ketosynthase domain that responsible for cyclic skeleton formation of tenuazonic acid2018

    • 著者名/発表者名
      Choong-Soo Yun, Kazuki Nishimoto, Takayuki Motoyama, Tomoya Hino, Shingo Nagano, Hiroyuki Osada
    • 学会等名
      The 9th Japan-Korea Chemial Biology Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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