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結核菌の休眠時に機能する二次代謝物が存在することの証明と薬剤開発に向けた展開

研究課題

研究課題/領域番号 24K23120
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0601:農芸化学およびその関連分野
研究機関新潟大学

研究代表者

阿部 透  新潟大学, 医歯学系, 助教 (11005985)

研究期間 (年度) 2024-07-31 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード結核菌 / 二次代謝 / 生合成 / 休眠
研究開始時の研究の概要

本研究は、結核菌の休眠時における二次代謝産物の役割を明らかにし、薬剤開発へと展開するものである。具体的には、分子生物学や生物有機化学的手法を用いて、休眠結核菌の生存に必須な二次代謝産物を網羅的に探索し、同定する。その生合成を阻害する薬剤探索を行うことで、有効な治療法のない休眠結核菌を殺傷可能な薬剤開発への足掛かりを提示する。

研究実績の概要

全人類の約1/3に休眠した結核菌が潜伏感染している。休眠した結核菌は既存薬剤での治療に耐えることから、結核の根絶を困難にする元凶であるが、休眠菌への薬剤標的となる代謝
経路は明らかにされていない。一方、興味深いことに、休眠菌が存在する結核菌のバイオフィルムでは、一次代謝産物の機能を二次代謝産物が代替している。
本研究課題は、結核菌の難治性の要因となっている休眠菌における二次代謝を解析し、休眠菌の生存に必須な機能を担う二次代謝産物が存在することを証明することを目的としている。これにより、その生合成を標的とした、休眠菌に有効な革新的薬剤開発への足掛かりを提示することを目指している。
本年度は、結核菌の休眠誘導系の構築し、休眠株の二次代謝産生能を解析することを目的とした。いくつかの休眠誘導法が報告されているが、再現性等の観点から所属研究室にて報告された休眠誘導タンパク質MDP1を用いた休眠誘導系の構築を試みた。MDP1を大腸菌-抗酸菌シャトルベクターの誘導性プロモーターの制御下に導入することで、MDP1の誘導発現プラスミドを作製した。これを結核菌弱毒株に導入し、当タンパク質の誘導発現を試みたところ、誘導試薬が菌株の増殖に毒性を示したことににより、休眠状態を評価できないことが判明した。そこで、既報の低酸素培養などの休眠誘導法により休眠株を作製することとし、現在休眠状態の評価及び二次代謝産物産生の解析を行っている。

現在までの達成度
現在までの達成度

3: やや遅れている

理由

当初予定していた休眠誘導系の構築が難航したため。

今後の研究の推進方策

既報の休眠誘導法に加え、種々の誘導プロモーターを検討することで休眠誘導タンパク質による休眠誘導系の構築を試みる。その後、HPLCやMSにより休眠株に特徴的な二次代謝産物を探索する。トランスクリプトーム解析と合わせて、休眠株に特徴的な二次代謝産物の化学構造および生合成経路の同定を行う。

報告書

(1件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2025 2024

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Isolation and structural determination of natural products bearing tetrahydrogenated isoprenoid side-chains at their ω-termini2025

    • 著者名/発表者名
      Abe Tohru、Katano Miyu、Otsuka Ikiru、Wakamatsu Nozomi、Takahashi Saya、Ueda Daijiro、Fukuda Eigo、Endo Seiya、Nishikawa Keisuke、Yasuno Yoko、Nakayama Atsushi、Shinada Tetsuro、Sato Tsutomu
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 23 号: 14 ページ: 3423-3430

    • DOI

      10.1039/d5ob00160a

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural-model-based genome mining can efficiently discover novel non-canonical terpene synthases hidden in genomes of diverse species2024

    • 著者名/発表者名
      Abe Tohru、Shiratori Haruna、Kashiwazaki Kosuke、Hiasa Kazuma、Ueda Daijiro、Taniguchi Tohru、Sato Hajime、Abe Takashi、Sato Tsutomu
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 15 号: 27 ページ: 10402-10407

    • DOI

      10.1039/d4sc01381f

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 立体構造モデルに基づくゲノムマイニングは非標準テルペ ン環化酵素を効率的に発見できる2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 透,白鳥 遥菜,柏崎 航佑,日浅 和馬,上田 大次郎, 谷口 透,佐藤 玄,阿部 貴志,佐藤 努
    • 学会等名
      日本農芸化学会2025年度大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 立体構造モデルに基づく非標準テルペン環化酵素のゲノムマイニング2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 透,白鳥 遥菜,柏崎 航佑,日浅 和馬,上田 大次郎, 谷口 透,佐藤 玄,阿部 貴志,佐藤 努
    • 学会等名
      第34回イソプレノイド研究会例会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 抗酸菌型糖キャリア脂質生合成におけるイソプレノイド合成酵素の反応制御機構解析2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 透, 山之内 菜央, 山崎 智也*, 上田 大次郎, 佐藤 努
    • 学会等名
      第8回抗酸菌研究会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書

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公開日: 2024-08-01   更新日: 2025-12-26  

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