未利用微生物からのゲノムマイニング法による新規化合物の探索

• 研究課題/領域番号: 20K05859
• 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38040:生物有機化学関連
• 研究機関: 北里大学 (2021-2022); 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2020)
• 研究代表者: 上岡 麗子 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (30592365)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 天然物化学

研究開始時の研究の概要

これまで比較的医薬リ－ド化合物の探索源として活用されて来なかった微生物種を対象に、ゲノムマイニング法により得られた二次代謝産物の構造情報をもとにして、より効率的な有用新規化合物の探索を行う。

研究成果の概要

天然資源からの新規化合物の探索は、新たな医薬リード化合物を発見する上で非常に重要である。本研究では、ゲノムマイニング法を用いることで、天然物化学の分野で未利用な細菌を対象に新規化合物の探索を行った。その結果、推定構造と組成の近い化合物の生産が確認され、LCMSのイオンピークを指標に精製を行った結果、新規化合物を単離することが出来た。本化合物は非常に不安定であり、通常の精製方法では分解してしまうことが判明したが、研究の結果その精製法を確立することが出来た。また、二次代謝産物を詳細に解析する過程において、炭素鎖部分にシクロプロパン環を有する新規lysophospholipidを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

臨床薬の5割強は天然由来の化合物あるいはその構造を基に開発されたものであり、創薬において医薬リード化合物として非常に重要な役割を持つ。しかしながら、近年では生物活性を指標とした天然資源からの新規化合物の探索において、既知化合物にあたる確率が非常に高くなり、ユニークな構造を持つ新規化合物を探索することは困難になりつつある。本研究の結果から、これまで比較的探索源として活用されて来なかった微生物種を対象とし、次世代シークエンサーの発展とともに蓄積された膨大なゲノム情報を利用することで、天然資源からの新規化合物の探索が困難となりつつある現在においても新規化合物を見出すことが可能であるといえる。