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放線菌の二次代謝、形態分化を司る制御機構の統括的解明

研究課題

研究課題/領域番号 19208009
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関東京大学

研究代表者

堀之内 末治  東大, 農学生命科学研究科, 教授 (80143410)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
49,140千円 (直接経費: 37,800千円、間接経費: 11,340千円)
2009年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2008年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2007年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
キーワード抗生物質生産 / 放線菌 / A-ファクター / 形態分化 / 二次代謝 / タンパク質リン酸化 / Streptomyves griseus / コンビナトリアル生合成
研究概要

(1)放線菌Streptomyves griseusの全ゲノム配列に基づいたDNAマイクロアレイを作成し、化学調節物質A-ファクターの有無によって変動する遺伝子を約1,000個見出した。このうち600個はA-ファクターによって正に制御されていた。これらの遺伝子を網羅的に破壊、過剰発現等によって解析することで、より詳細なより精密なA-ファクター制御カスケードの全貌を明らかにできる。
(2)A-ファクターの全生合成経路をin vitro,in vivoにおいて明らかにできた。本成果は、これまで不明であったg-ブチロラクトン全般にも当てはまり、化学調節物質による制御研究における画期的な成果と言える。
(3)Grixazone生合成に関わるGriCDの酵素機能の解明、A-ファクターによる転写制御の分子機構の解明を達成できた。
(4)リン酸化される転写因子AfsRは、多くの二次代謝生合成経路に特異的な転写因子の1つでもある。AfgRがいかに標的遺伝子の転写を活性化するがにつき、その詳細を提案できた。この成果は、多くの経路特異的転写因子についても当てはまることから、その改変によって今後の二次代謝産物の増産等に寄与できる。
(5)放線菌のグルコース抑制に関する転写因子CebRをクローニングし、またその標的遺伝子を複数取得した。これらの解析により、放線菌の二次代謝、形態分化に重要なグルコース抑制機構の一端に迫れると期待される。
(6)コンビナトリアル生合成による植物由来のポリケタイド化合物生産に利用できる放線菌由来のIII型ポリケタイド合成酵素の反応機構を解明した。あわせて、同目的に利用可能な酵素遣伝子としてイネ由来のクルクミン(カレーの黄色色素;別名「うこん」)合成酵素を同定、解析した。これまでに我々が開発した「人工的生合成遺伝子群」を用いる発酵生産系にとりいれ、天然型クルクミンの大腸菌における発酵生産に成功した。

報告書

(1件)
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Phenolic lipids synthesized by type III polyketide synthase confer penicillin resistance on Streptomyces griseus.2008

    • 著者名/発表者名
      Masanori Funabashi
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 283

      ページ: 13983-13991

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conditionally positive effect of the TetR-family transcriptional regulator AtrA on streptomvcin production by Streptomyces griseus2008

    • 著者名/発表者名
      Setsu Hirano
    • 雑誌名

      Microbiology 154

      ページ: 905-914

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct transfer of starter substrates from type I fatty acid synthase to type III polyketide synthases in phenolic lipid synthesis.2008

    • 著者名/発表者名
      Akimasa Miyanaga
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105

      ページ: 871-876

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome sequence of the streptomycin-producing microorganism Streptomyces griseus IFO 133502008

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Ohnishi
    • 雑誌名

      J. Bacteriol. 190

      ページ: 4050-4060

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新規なベンゼン環生合成経路:有用物質発酵生産への応用2008

    • 著者名/発表者名
      大西康夫
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー 66

      ページ: 25-27

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文]2008

    • 著者名/発表者名
      Sueharu Horinouchi
    • 雑誌名

      Chemical Communication among Bacteria(American Society for Microbiology)

      ページ: 363-377

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Pentaketide resorcylic acid synthesis by type III polyketide synthase from Neurosvora crassa2007

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Funa
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 282

      ページ: 14476-14481

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A-factor and phosphate-depletion signals are transmitted to the grixazone biosynthesis genes via the pathway-specific transcriptional activator GriR2007

    • 著者名/発表者名
      Tatsuichiro Higashi
    • 雑誌名

      J. Bacteriol. 189

      ページ: 3515-3524

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mining and polishing of the treasure trove in the bacterial genus Strevtomvces2007

    • 著者名/発表者名
      Sueharu Horinouch
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem. 71

      ページ: 283-299

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hormonal control by A-factor of morphological development and secondary metabolism in Strevtomvices2007

    • 著者名/発表者名
      Sueharu Horinouch
    • 雑誌名

      Proc. Jpn. Acad. Ser. B 83

      ページ: 277-295

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis of γ-butyrolactone autoregulators that switch on secondary metabolism and morphological development in Strevtomyces2007

    • 著者名/発表者名
      Jun-ya Kato
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104

      ページ: 2378-2383

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precursor-directed biosynthesis of stilbene methyl ethers in Escherichia coli2007

    • 著者名/発表者名
      Yohei Katsuyama
    • 雑誌名

      Biotechnol. J. 2

      ページ: 1286-1293

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of unnatural flavonoids and stilbenes by exploiting the plant biosynthetic pathway in Escherichia coli2007

    • 著者名/発表者名
      Yohei Katsuyama
    • 雑誌名

      Chem. Biol. 14

      ページ: 613-621

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vitro synthesis of curcuminoids by type III polyketide synthase from Oryza sativa2007

    • 著者名/発表者名
      Yohei Katsuyama
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 282

      ページ: 37702-37709

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-pot synthesis of genistein from tyrosine by coincubation of genetically engineered Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae cells.2007

    • 著者名/発表者名
      Yohei Katsuyama
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol. 73

      ページ: 1143-1149

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of γ-butyrolactone synthases and receptors in Streptomyces.2007

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Nishida
    • 雑誌名

      Environ. Microbiol. 9

      ページ: 1986-1994

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arylamine N-acetyltransferase responsible for acetylation of 2-aminophenols in Streptomyces griseus2007

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Suzuki
    • 雑誌名

      J. Bacteriol. 189

      ページ: 2155-2159

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GriC and GriD constitute a carboxylic acid reductase involved in grixazone biosynthesis in Streptomyces griseus2007

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Suzuki
    • 雑誌名

      J. Antibiot. 60

      ページ: 380-387

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AfsR recruits RNA polymerase to the afsS promoter : a model for transcriptional activation by SARPs.2007

    • 著者名/発表者名
      Akiko Tanaka
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol. 369

      ページ: 322-333

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微生物を宿主としたコンビナトリアル生合成法による非天然型植物ポリケタイドの生産2007

    • 著者名/発表者名
      勝山陽平
    • 雑誌名

      月刊バイオインダストリー 24(7)

      ページ: 12-22

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 微生物の復権:小分子の宝庫-日本がリードする微生物利用研究の最新動向-2007

    • 著者名/発表者名
      稲村典昭
    • 雑誌名

      月刊バイオインダストリー 24(7)

      ページ: 63-70

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌の形態分化・二次代謝に関わる遺伝子発現の網羅的解析2008

    • 著者名/発表者名
      大西康夫
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces griseusにおいてA-ファクターに依存する新規菌体外蛋白質の検索2008

    • 著者名/発表者名
      赤沼元気
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces griseusの気中菌糸形成に関わる新たな遺伝子SGR3340についての解析2008

    • 著者名/発表者名
      平野節
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 脂溶性ポリケタイド生合成におけるI型脂肪酸合成酵素からIII型ポリケタイド合成酵素への基質の受け渡し2008

    • 著者名/発表者名
      宮永顕正
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌Sreptomyces griseusにおけるsmall non-coding RNAの同定2008

    • 著者名/発表者名
      手塚武揚
    • 学会等名
      2009年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces griseusにおけるA・ファクター制御カスケードの網羅的解析2008

    • 著者名/発表者名
      原啓文
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Aspergillus terreus由来I型ポリケタイド合成酵素によるemodin合成2008

    • 著者名/発表者名
      淡川孝義
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces griseusの形態分化に関与する転写抑制因子DasRに関する解析2008

    • 著者名/発表者名
      池遠哉
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces griseusのcebR遺伝子産物はセロオリゴ糖の代謝をグローバルに制御する2008

    • 著者名/発表者名
      丸島和也
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] クルクミノイド合成を司るイネ由来III型ポリケタイド合成酵素の発見2008

    • 著者名/発表者名
      松沢未来
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] イネ由来のクルクミノイド合成酵素(CUS)の機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      勝山陽平
    • 学会等名
      2008年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] DNAマイクロアレイを用いた放線菌Streptomyces griseusにおけるA-ファクター制御カスケードの網羅的解析2008

    • 著者名/発表者名
      原啓文
    • 学会等名
      第2回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 「非微生物型」物質の微生物による発酵生産2007

    • 著者名/発表者名
      堀之内末治
    • 学会等名
      Arnold L. Demain 先生の傘寿を祝う講演会、日本放線菌学会
    • 発表場所
      北里研究所
    • 年月日
      2007-11-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 微生物ホルモンA・ファクターに関する最近の話題2007

    • 著者名/発表者名
      大西康夫
    • 学会等名
      2007年度グラム陽性細菌のゲノム生物学研究会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2007-09-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces griseusにおけるA-ファクター制御カスケードの網羅的解析2007

    • 著者名/発表者名
      原啓文
    • 学会等名
      2007年度グラム陽性細菌のゲノム生物学研究会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2007-09-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] コンビナトリアル生合成と微生物2007

    • 著者名/発表者名
      堀之内末治
    • 学会等名
      豊かな社会を創造する科学技術シンポジウム、長瀬科学技術振興財団
    • 発表場所
      大阪国際交流センター
    • 年月日
      2007-09-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌遺伝子のコンビナトリアル生合成への利用2007

    • 著者名/発表者名
      堀之内末治
    • 学会等名
      福山大学グリーンサイエンス研究センター公開講演会-土壌細菌の底力:放線菌と枯草菌-
    • 発表場所
      福山大学
    • 年月日
      2007-09-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Streptomyces coelicolor A3(2)の転写因子AfsRによるafsS転写制御機構の解明:SARPの転写活性化機構モデル2007

    • 著者名/発表者名
      田中晶子
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      尾道
    • 年月日
      2007-06-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Complete genome sequence of Streptomyces griseus IFO133502007

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohnishi
    • 学会等名
      14th International Symposium on the Biology of Actinomycetes
    • 発表場所
      Newcastle, UK.
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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