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放線菌シグナル分子制御系の統合的解明および休眠二次代謝活性化への展開

研究課題

研究課題/領域番号 21J14499
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関広島大学

研究代表者

見崎 裕也  広島大学, 統合生命科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード放線菌 / 二次代謝産物 / 二次代謝制御 / シグナル分子 / SARP / 活性化因子
研究開始時の研究の概要

放線菌は抗生物質などの二次代謝産物を生産することで知られている。Streptomyces属放線菌のゲノム解析の結果から、通常培養では生産されていない二次代謝産物が大部分であることが判明し、これらの休眠二次代謝を活性化する試みがなされている。
本研究では、Streptomyces属に広く見出されているシグナル分子による二次代謝制御システムに注目し、[二次代謝活性化手法の確立]、および[新規二次代謝産物の取得]を目指す。

研究実績の概要

放線菌Streptomyes rocheiは35個の二次代謝産物生合成遺伝子クラスターを保有しているが、そのうち大多数の二次代謝産物は未同定である。理由としては、生産収量が低いため検出できていない、培地条件により化合物生産に至っていない、生合成遺伝子の欠損、など様々な理由が想定される。そこで、本研究課題では、制御遺伝子の改変により、転写レベルで生合成遺伝子クラスターを活性化することを試みた。標的遺伝子として、転写抑制を担うシグナル分子レセプターホモログ、活性化を担うSARP型活性化因子に注目し、研究を遂行した。本年度は特に後者の活性因子に注力した。昨年度の研究により、Streptomyces rocheiの染色体上に存在するSARP型活性化因子SRO_3163を過剰発現させることで、親株には見られない新奇代謝産物YM3163-Aの生産が誘導されることを見いだした。
SARP型活性化因子SRO_3163遺伝子は二次代謝産物生合成遺伝子クラスターに内包されておらず、グローバルな活性化因子として機能する可能性が示唆された。そこで、コントロール株(空ベクターを保持)と、SRO_3163過剰発現株の転写発現を解析することにより、YM3163-A生合成遺伝子クラスターを特定することを試みた。両菌株のRNAを抽出し、RNA-seq解析を行なった。その結果、複数の生合成遺伝子クラスターにおいて顕著な変化が見られ、単一の生合成遺伝子クラスターに絞り混むことが困難であった。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Three 4-monosubstituted butyrolactones from a regulatory gene mutant of Streptomyces rochei 7434AN42022

    • 著者名/発表者名
      Misaki Yuya、Takahashi Yuzuru、Hara Keisuke、Tatsuno Satoshi、Arakawa Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 133 号: 4 ページ: 329-334

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2022.01.006

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression of SRO_3163, a homolog of Streptomyces antibiotic regulatory protein, induces the production of novel cyclohexene-containing enamide in Streptomyces rochei2021

    • 著者名/発表者名
      Misaki Yuya、Nindita Yosi、Fujita Kota、Fauzi Amirudin Akhmad、Arakawa Kenji
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 号: 2 ページ: 177-184

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab206

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Activation of secondary metabolites by overexpression of SARP-type activators in Streptomyces2023

    • 著者名/発表者名
      見崎裕也
    • 学会等名
      Society for Industrial Microbiology and Biotechnology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 転写活性化因子の強制発現により生産誘導されたエナミド化合物の解析2022

    • 著者名/発表者名
      見崎裕也
    • 学会等名
      日本生物工学会西日本支部
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SARP型活性化因子SRO_3163発現により蓄積されたUV活性化合物の構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      見崎裕也
    • 学会等名
      日本放線菌学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SARP 型転写活性化因子 SRO_3163 の過剰発現によるシクロヘキセン含有エナミド化合物の生産2022

    • 著者名/発表者名
      見崎 裕也、Yosi Nindita、 藤田昂大、 Amirdin Akhmad Fauzi、 荒川 賢治
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Understanding of the Streptomyces regulatory network for secondary metabolites production toward development of healthy-ageing society2021

    • 著者名/発表者名
      Misaki Yuya、Arakawa Kenji
    • 学会等名
      MIRAI2.0 Research & Innovation Week
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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