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「共生糸状菌」からの二次代謝産物発掘および生物間相互作用における役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05820
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

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) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード応用微生物 / 菌類 / ゲノム / 抗生物質 / 共生 / シグナル伝達
研究開始時の研究の概要

糸状菌はゲノム中に膨大な数の二次代謝遺伝子を持つが、大部分は休眠遺伝子であり利用できない。一方、二次代謝産物は生物間相互作用に重要と考えられているが、大部分の役割は不明である。本申請では、宿主が明らかな「共生糸状菌」を用いて二次代謝産物を発掘し、生物間相互作用における二次代謝産物の役割を明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

本研究では、イネいもち病菌Pyricularia oryzaeを中心とした共生糸状菌を対象に、新しいタイプの二次代謝酵素を活用した化合物発掘及び二次代謝活性化による化合物発掘を行い、新規の生理活性を示す二次代謝産物の取得に成功した。また、共生糸状菌の宿主を用いた二次代謝産物の役割の解析では、イネいもち病菌の感染時に発現誘導される二次代謝遺伝子クラスターの解析を行い、テヌアゾン酸が感染後期に何らかの機能を持つことを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

イネいもち病菌などの共生糸状菌を用いた研究により、生物間相互作用に関与する二次代謝産物の発掘と、作用メカニズムの解明を通じて、糸状菌の共生メカニズムの理解を深めることができた。更に、取得した生理活性を示す新規の二次代謝産物や、得られた二次代謝産物の作用メカニズムに関する知見を利用することにより、糸状菌と宿主の相互作用を特異的に制御する環境に優しい農薬や副作用の少ない医薬の開発への応用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Efficient multiple gene knockout in Colletotrichum higginsianum via CRISPR/Cas9 ribonucleoprotein and URA3‐based marker recycling2023

    • 著者名/発表者名
      Yonehara Katsuma、Kumakura Naoyoshi、Motoyama Takayuki、Ishihama Nobuaki、Dallery Jean‐F?lix、O'Connell Richard、Shirasu Ken
    • 雑誌名

      Molecular Plant Pathology

      巻: 24 号: 11 ページ: 1451-1464

    • DOI

      10.1111/mpp.13378

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fungal NRPS-PKS Hybrid Enzymes Biosynthesize New γ-Lactam Compounds, Taslactams A-D, Analogous to Actinomycete Proteasome Inhibitors2023

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Takayuki、Nogawa Toshihiko、Shimizu Takeshi、Kawatani Makoto、Kashiwa Takeshi、Yun Choong-Soo、Hashizume Daisuke、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 18 号: 2 ページ: 396-403

    • DOI

      10.1021/acschembio.2c00830

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CmLec4, a lectin from the fungus Cordyceps militaris, controls host infection and fruiting body formation2022

    • 著者名/発表者名
      Ono Akiko、Suzuki Tomohiro、Takeshima Yoshino、Kashiwa Takeshi、Motoyama Takayuki、Choi Jae-Hoon、Sato Chihiro、Konno Naotake、Miyakawa Hitoshi、Ogata Makoto、Hirai Hirofumi、Dohra Hideo、Osada Hiroyuki、Kawagishi Hirokazu
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 215 ページ: 303-311

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2022.06.106

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation of new lucilactaene derivatives from P450 monooxygenase and aldehyde dehydrogenase knockout Fusarium sp. RK97-94 strains and their biological activities2022

    • 著者名/発表者名
      Abdelhakim IA, Motoyama Takayuki, Nogawa Toshihiko, Mahmud FB, Futamura Yushi, Takahashi Shunji, Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: ahead of print 号: 7 ページ: 361-374

    • DOI

      10.1038/s41429-022-00529-3

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Scytalone Dehydratase Inhibitors Effective against Melanin Biosynthesis Dehydratase Inhibitor-Resistant Pyricularia oryzae2022

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Takayuki、Kondoh Yasumitsu、Shimizu Takeshi、Hayashi Teruo、Honda Kaori、Uchida Motoko、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: 70 号: 10 ページ: 3109-3116

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.1c04984

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Screening of tenuazonic acid production-inducing compounds and identification of NPD938 as a regulator of fungal secondary metabolism2021

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Takayuki、Ishii Tomoaki、Kamakura Takashi、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 10 ページ: 2200-2208

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab143

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tenuazonic acid production is dispensable for virulence, but its biosynthetic gene expression pattern is associated with the infection of Pyricularia oryzae2021

    • 著者名/発表者名
      Kashiwa Takeshi、Motoyama Takayuki、Yoshida Kazuko、Yun Choong-Soo、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 号: 1 ページ: 135-139

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab195

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dihydrolucilactaene, a Potent Antimalarial Compound from Fusarium sp. RK97-942021

    • 著者名/発表者名
      A. Abdelhakim Islam、Bin Mahmud Fauze、Motoyama Takayuki、Futamura Yushi、Takahashi Shunji、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Natural Products

      巻: 85 号: 1 ページ: 63-69

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.1c00677

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biosynthesis and biological function of secondary metabolites of the rice blast fungus Pyricularia oryzae2021

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Takayuki、Yun Choong-Soo、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology

      巻: 48 号: 9-10

    • DOI

      10.1093/jimb/kuab058

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling the production of phytotoxin pyriculol in Pyricularia oryzae by aldehyde reductase2021

    • 著者名/発表者名
      Furuyama Yuuki、Motoyama Takayuki、Nogawa Toshihiko、Hayashi Toshiaki、Hirota Hiroshi、Kiyota Hiromasa、Kamakura Takashi、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 1 ページ: 126-133

    • DOI

      10.1093/bbb/zbaa035

    • 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
  • [雑誌論文] Dihydropyriculol produced by Pyricularia oryzae inhibits the growth of Streptomyces griseus2021

    • 著者名/発表者名
      Furuyama Yuuki、Motoyama Takayuki、Nogawa Toshihiko、Kamakura Takashi、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 5 ページ: 1290-1293

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab021

    • 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
  • [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
  • [雑誌論文] Secondary Metabolites of the Rice Blast Fungus Pyricularia oryzae: Biosynthesis and Biological Function2020

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Takayuki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 22 ページ: 8698-8698

    • DOI

      10.3390/ijms21228698

    • 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] イネいもち病菌の二次代謝産物の生合成と 生物間相互作用における役割2022

    • 著者名/発表者名
      本山 高幸
    • 学会等名
      第21回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Discovery of new lucilactaene derivatives with potent antimalarial activity and their structure-activity relationship2022

    • 著者名/発表者名
      A. Abdelhakim Islam、Bin Mahmud Fauze、Motoyama Takayuki、Nogawa Toshihiko、Futamura Yushi、Takahashi Shunji、Osada Hiroyuki
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Mode of action study of dihydrolucilactaene,a new highly potent antimalarial compound2022

    • 著者名/発表者名
      Bin Mahmud Fauze、Futamura Yushi、A. Abdelhakim Islam、Motoyama Takayuki、Takahashi Shunji、Lai Ngit Shin、Osada Hiroyuki
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Chemical induction of fungal secondary metabolism toward production of novel bioactive secondary metabolites2021

    • 著者名/発表者名
      Abdelhakim Amin Islam Adel、本山 高幸、二村 友史、長田 裕之
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌におけるpyriculol類縁体の未知生理機能の解析2020

    • 著者名/発表者名
      古山 祐貴 、本山 高幸 、鎌倉 高志、長田裕之
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学研究会若手の会 第八回ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質合成阻害剤hygromycin B処理による二次代謝の誘導と1233A生合成遺伝子クラスターの発見2020

    • 著者名/発表者名
      加藤 翔、本山 高幸、浦本 雅一、野川 俊彦、鎌倉 高志、長田 裕之
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学研究会若手の会 第八回ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 抗マラリア活性を示す新規生理活性物質及びその用途2021

    • 発明者名
      長田裕之、本山高幸、アブデルハキム イスラム アデル、二村友史
    • 権利者名
      長田裕之、本山高幸、アブデルハキム イスラム アデル、二村友史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-034047
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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