複合培養系の統合深化による新奇抗生物質の探索

• 研究課題/領域番号: 25292046
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 尾仲 宏康 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (80315829)
• 研究分担者: 宮本 憲二 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (60360111)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 複合培養 / 生合成 / 放線菌 / 抗生物質 / 共培養 / ミコール酸 / 遺伝子発現 / 二次代謝 / 応用微生物 / バイオテクノロジー / 醗酵 / シグナル伝達 / 抗生物質生産

研究成果の概要

現在市販されている抗生物質の約半分は微生物が生産する。ペニシリンの発見以来人類は様々な抗生物質を微生物の培養液から求めている。本研究では複合培養という手法により、抗生物質を生産する微生物(放線菌)が他の微生物（ミコール酸含有細菌）によって刺激を受けることにより、放線菌が生産する抗生物質の種類が増えることが明らかとなったため、この現象がどのようなメカニズムで行われるのか、また、複合培養によって新たな抗生物質を発見することを目指して研究を行った。その結果、複合培養では両菌株が直接接触することが必須条件であり、また、複合培養を用いることにより新たに17種類の新規二次代謝産物を発見した。

研究成果

• [雑誌論文] 複合培養による放線菌抗生物質生産の覚醒 (2016)
  • 著者名/発表者名: 尾仲宏康
  • 雑誌名: バイオインダストリー 巻: 3 ページ: 4-10
• [雑誌論文] Discovery and Total Synthesis of Streptoaminals: Antimicrobial [5,5]-Spirohemiaminals from the Combined-Culture of Streptomyces nigrescens and Tsukamurella pulmonis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama R, Nishimura S, Ozaki T, Asamizu S, Onaka H, Kakeya H.
  • 雑誌名: Angew Chem Int Ed Engl. 巻: 55(35) 号: 35 ページ: 10278-10282
  • DOI: 10.1002/anie.201604126
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Insights into the Biosynthesis of Dehydroalanines in Goadsporin (2016)
  • 著者名/発表者名: Taro Ozaki, Yukari Kurokawa, Shohei Hayashi, Naoya Oku, Shumpei Asamizu, Yasuhiro Igarashi, Hiroyasu Onaka
  • 雑誌名: Chembiochem 巻: 17 号: 3 ページ: 218-223
  • DOI: 10.1002/cbic.201500541
  • NAID: 120006313535
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Niizalactams A-C, multicyclic macrolactams isolated from combined culture of Streptomyces with mycolic acid-containing bacterium (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Hoshino, M. Okada, T. Wakimoto, H. Zhang, F. Hayashi, H. Onaka, I. Abe
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 78 号: 12 ページ: 3011-3017
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.5b00804
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chojalactones A-C, Cytotoxic Butanolides Isolated from Streptomyces sp. Cultivated with Mycolic Acid Containing Bacterium. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hoshino S, Wakimoto T, Onaka H, Abe I.
  • 雑誌名: Org Lett. 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1501-1504
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b00385
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 5-Alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolines, New Membrane-Interacting Lipophilic Metabolites Produced by Combined Culture of Streptomyces nigrescens and Tsukamurella pulmonis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama R, Nishimura S, Ozaki T, Asamizu S, Onaka H, Kakeya H.
  • 雑誌名: Org Lett. 巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1918-1921
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b00607
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mycolic acid-containing bacteria activate heterologous secondary metabolite expression in Streptomyces lividans. (2015)
  • 著者名/発表者名: Onaka H, Ozaki T, Mori Y, Izawa M, Hayashi S, Asamizu S.
  • 雑誌名: J Antibiot (Tokyo) 巻: 印刷中 号: 9 ページ: 594-597
  • DOI: 10.1038/ja.2015.31
  • NAID: 120005844159
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arcyriaflavin E, a new cytotoxic indolocarbazole alkaloid isolated by combined-culture of mycolic acid-containing bacteria and Streptomyces cinnamoneus NBRC 13823. (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hoshino, L. Zhang, T. Awakawa, T. Wakimoto, H. Onaka, I. Abe
  • 雑誌名: J. Antibiot. 巻: 67 号: 5 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1038/ja.2014.147
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Streptomyces davawensis JCM 4913 において新規亜硝酸生合成経路を用いて生合成される二次代謝産物の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 萩原亮太、勝山陽平、菅井佳宣、尾仲宏康、大西康夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] RNA-seqによるミコール酸含有細菌に対するStreptomyces coelicolor A3(2)の応答解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐々木槇子、浅水俊平、尾崎太郎、宮本憲二、尾仲宏康
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] Combined-culture: the new method for secondary metabolism activation in actinomycetes (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Onaka
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: ホノルル(米国)
  • 年月日: 2015-12-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 微生物が有する休眠抗生物質生産系の活性化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尾仲宏康
  • 学会等名: 第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 共生にもとづく微生物潜在機能の発掘 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尾仲宏康
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会2015年度大会シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] 複合培養における放線菌二次代謝の誘導要因の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅水 俊平、尾崎 太郎、佐藤 勝也、尾仲 宏康
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会2015年度一般講演
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 複合培養を用いたStreptomyces属放線菌由来新規二次代謝産物の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 星野翔太郎、張驪駻、淡川孝義、脇本敏幸、尾仲宏康、阿部郁朗
  • 学会等名: 日本薬学会 第135年会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] Secondary metabolites induction by mycolic acid-containing bacteria in Streptomyces (2015)
  • 著者名/発表者名: Shumpei Asamizu, Taro Ozaki, Hiroyasu Onaka
  • 学会等名: Natural Product Discovery and Development in the Post Genomic Era
  • 発表場所: SanDiego（アメリカ）
  • 年月日: 2015-01-11 – 2015-01-14
• [学会発表] 5-Alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolines, membrane-interacting lipophilic metabolites, found in combined-culture of Streptomyces sp. HEK616 and Tsukamurella pulmonis (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Sugiyama, Shinichi Nishimura, Taro Ozaki, Hiroyasu Onaka and Hideaki Kakeya
  • 学会等名: Natural Product Discovery and Development in the Post Genomic Era
  • 発表場所: SanDiego（アメリカ）
  • 年月日: 2015-01-11 – 2015-01-14
• [学会発表] ミコール酸含有微生物との複合培養を用いたStreptomyces属放線菌由来新規生物活性物質の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 星野翔太郎、張驪駻、淡川孝義、脇本敏幸、尾仲宏康、阿部郁朗
  • 学会等名: 東京大学生物生産工学研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2014-12-08
• [学会発表] 複合培養法：共培養を利用した放線菌からの天然物探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾仲宏康
  • 学会等名: 第７回北陸合同バイオシンポジウムin 越中八尾
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 2014-11-29
• [学会発表] ミコール酸含有微生物との複合培養による Streptomyces属放線菌由来新規生物活性物質の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 星野翔太郎、張驪駻、淡川孝義、脇本敏幸、尾仲宏康、阿部郁朗
  • 学会等名: 第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2014-11-05
• [学会発表] 複合培養法：細胞間接触による二次代謝活性化を利用した天然物探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾仲宏康
  • 学会等名: 第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2014-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] ミコール酸含有細菌との複合培養を用いた、Streptomyces属放線菌由来新規生物活性物質の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 星野翔太郎、張驪駻、淡川孝義、脇本敏幸、尾仲宏康、阿部郁朗
  • 学会等名: 第4回 CSJ化学フェスタ2014
  • 発表場所: 江戸川区
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [学会発表] Combined induction: a fermentation method for heterologous secondary metabolite production in Streptomyces (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Onaka, Shumpei Asamizu, Taro Ozaki
  • 学会等名: 17th International symposium on biology of actinomycetes
  • 発表場所: Kusadasi, Turkey
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-12
• [学会発表] ミコール酸含有微生物との複合培養を用いた、放線菌Streptomyces属由来新規生物活性物質の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 星野翔太郎、張驪駻、淡川孝義、脇本敏幸、尾仲宏康、阿部郁朗
  • 学会等名: 日本生薬学会第61回年会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-14
• [学会発表] ミコール酸含有微生物Tsukamurella pulmonisとの複合培養による、放線菌Streptomyces属由来新規生物活性物質の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 星野翔太郎、張驪駻、淡川孝義、脇本敏幸、尾仲宏康、阿部郁朗
  • 学会等名: 第29回日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 複合培養を利用した新規テトラヒドロキノリン類の単離とその生合成に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾崎太郎、杉山龍介、西村慎一、浅水俊平、掛谷秀昭、尾仲宏康
  • 学会等名: 第29回日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 死細胞は放線菌の二次代謝を複合培養において誘導しない (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅水俊平、尾崎太郎、尾仲宏康
  • 学会等名: 第29回日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 異属細菌による放線菌二次代謝産物の誘導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅水俊平、尾仲宏康
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部例会
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2014-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] 複合培養に応答するgodAプロモーター領域の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅水俊平, 小野拓人, 林昌平, 尾﨑太郎, 尾仲宏康
  • 学会等名: 2013年度（第28回）日本放線菌学会大会
  • 発表場所: メルパルクホール（広島県）
• [学会発表] Combined induction: a fermentation method for heterologous secondary metabolite production in Streptomyces (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Onaka
  • 学会等名: 12. 1st European Conference on Natural Products: Research and Application
  • 発表場所: Frunkfurt (Germany)
• [学会発表] Combined induction: effective fermentation procedure for heterologous secondary metabolite production in actinomycetes
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Onaka, Yukiko Mori, Masumi Izawa, Shohei Hayashi
  • 学会等名: 12th International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms
  • 発表場所: Cancun (Mexico)
• [学会発表] "Combined culture" and "combined induction": Activation of sleeping enzymatic genes involved in the secondary metabolism of actinomycetes
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Onaka
  • 学会等名: 17th German-Japanese Workshop on Enzyme Technology
  • 発表場所: Hamburg (Germany)
  • 招待講演
• [学会発表] 放線菌における潜在的抗生物質生産能力の覚醒技術
  • 著者名/発表者名: 尾仲宏康
  • 学会等名: 発酵と代謝研究会シンポジウム「放線菌によるヒト･動物医薬と農薬への貢献－探索と選抜、機能解析から新規開拓へ－」
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] 微生物同士の接触刺激による抗生物質生産機
  • 著者名/発表者名: 尾仲宏康
  • 学会等名: 第21回農芸化学Frontiersシンポジウム
  • 発表場所: デュープレックスホテル（茨城県）
  • 招待講演
• [図書] 複合培養による放線菌抗生物質生産の覚醒 (2016)
  • 著者名/発表者名: 尾仲宏康
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: CMC出版
• [備考] 東京大学微生物潜在機能探索寄付講座ホームページ
  • URL: http://microbial-potential.bt.a.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 部生物潜在機能探索寄付講座ホームページ
  • URL: http://microbial-potential.bt.a.u-tokyo.ac.jp/