| 研究課題/領域番号 |
19K05724
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37020:生物分子化学関連
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| 研究機関 | 徳島文理大学 |
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研究代表者 |
兼目 裕充 徳島文理大学, 香川薬学部, 准教授 (10399438)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | サルーシン / 藻類共生細菌 / テルペノイド / 生合成 / 分化誘導 / ヒトエグサ / 変異株 / 抗生物質 / 海産藻類 / 葉状体分化 / Thallusin / 生合成酵素遺伝子 / 異種発現系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海産藻類を人工海水で生育させると藻体には成長せず、単細胞性の増殖しか示さないことが知られている。近年、これらの海産藻類の葉状体分化を極微量で誘導するサルーシンが、藻類共生細菌より見出された。一方、この共生細菌においては、なぜ、どのようにサルーシンを生合成しているのかについては全く解っていない。本申請研究では、生産細菌が持つ全てのサルーシン生合成酵素遺伝子類を明らかにすると共に、これらの遺伝子の発現制御機構を解明したい。また、生産細菌自体のサルーシン生産能は非常に低いことから、異種発現系において生合成経路を再構築することによって、サルーシンの効率的な大量生産システムの確立へと発展させたい。
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| 研究成果の概要 |
アオサ藻綱海産藻類の共生細菌が生産する葉状体分化誘導物質サルーシンの生合成に関わる酵素遺伝子クラスター候補を提示できた。また、抗生物質耐性変異株からスクリーニングで得たサルーシン高生産性変異株の変異部位が、他の細菌類において二次代謝産物の高生産性を示す変異部位と共通する2種類の遺伝子に集約されることを明らかにできた。更に、これに関連する培地組成の検討を行い、数百倍の生産性を示す変異株と培地の組み合わせを明らかにできた。一方、細菌培養液からのサルーシンの精製方法については、吸着樹脂や誘導体化法の検討を行い、従来の精製・分析方法に比して簡便かつ堅牢な前処理方法を確立することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本細菌のサルーシンの生合成酵素遺伝子クラスター候補に着目して、比較ゲノム解析を行ったところ、細菌バイオフィルムの生合成遺伝子クラスターとの関連性が示唆されたことや、サルーシンの生産が単一の協調的発現によらない一次代謝的なものであることが示唆されたことから、アオサ藻綱海産藻類の葉状体分化を中心とした細菌共生システムが、進化的にバイオフィルム内での共生的相互作用に由来する可能性を指摘出来た。また、研究開始当初から数百倍の生産性を示す複数の変異株と培地の組み合わせと簡便かつ効率的な大量抽出・精製法を確立するに至り、光学活性サルーシンの発酵生産を現実的なものとすることができた。
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