海綿二次代謝産物生産を担う共生微生物の同定とゲノム解析

• 研究課題/領域番号: 25560399
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物分子化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 脇本 敏幸 東京大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (70363900)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 海綿共生微生物 / 生物活性物質 / Discodermia / Theonella / 生合成

研究成果の概要

本研究では伊豆半島、伊豆諸島沿岸に生息するTheonellidae科の海綿類、特にDiscodermia属およびTheonella属について二次代謝産物の生産を担う共生微生物を特定し、そのゲノム解析を試みた。Theonellidae科の仲間には多様な生物活性物質が含まれており、それらの生産菌を明らかにすることは未利用医薬品資源の供給方法の確立にも繋がる。今回Theonellidae科の３種の海綿動物を対象として解析を進めた結果、すべてにおいて、Entotheonella属の共生微生物が物質生産を担っていることが明らかとなり、多様な海綿由来生物活性物質の生産機構の解析へ向け、重要な糸口を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Calyculin biogenesis from a pyrophosphate protoxin produced by a sponge symbiont (2014)
  • 著者名/発表者名: Wakimoto, T., Egami, Y., Nakashima, Y., Wakimoto,Y., Mori, T., Awakawa,T., Ito, T., Kenmoku, H., Asakawa, Y., Piel, J., Abe, I.
  • 雑誌名: Nature Chem. Biol. 巻: 10 号: 8 ページ: 648-655
  • DOI: 10.1038/nchembio.1573
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complete biosynthetic pathway of anditomin: nature's sophisticated synthetic route to a complex fungal meroterpenoid (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, Y., Wakimoto, T., Mori, T., Awakawa, T., Abe, I.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 43 ページ: 15326-15336
  • DOI: 10.1021/ja508127q
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A methyltransferase initiates terpene cyclization in teleocidin B biosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Awakawa, T., Zhang, L., Wakimoto, T., Hoshino, S., Mori, T., Ito, T., Ishikawa, J., Tanner, M. E., Abe, I.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 28 ページ: 9910-9913
  • DOI: 10.1021/ja505224r
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphocalyculin C as a pyrophosphate protoxin of calyculin C in the marine sponge Discodermia calyx (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Egami, T. Wakimoto, I. Abe
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 24 号: 22 ページ: 5150-5153
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2014.10.002
  • 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
• [雑誌論文] Three acyltetronic acid derivatives: noncanonical cryptic polyketides from Aspergillus niger identified by genome mining (2014)
  • 著者名/発表者名: Yang, X.-L., Awakawa, T., Wakimoto, T., Abe, I.
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 15 号: 11 ページ: 1578-1583
  • DOI: 10.1002/cbic.201402172
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lipodiscamides A-C, new cytotoxic lipopeptides from the marine sponge Discodermia kiiensis (2014)
  • 著者名/発表者名: K. C. Tan, T. Wakimoto, I. Abe
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 16 号: 12 ページ: 3256-3259
  • DOI: 10.1021/ol501271v
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An environmental bacterial taxon with a large and distinct metabolic repertoire (2014)
  • 著者名/発表者名: Wilson, M. C., Mori, T., Ruckert, C., Uria, A. R., Helf, M. J., Takada, K., Gernert, C., Steffens, U. A. E., Heycke, N., Schmitt, S., Rinke, C., Helfrich, E. J. N., Brachmann, A. O., Gurgui, C., Wakimoto. T., Kracht, M., Crusemann, M., Hentschel, U., Abe, I., Matsunaga, S., Kalinowski, J., Takeyama, H., Piel, J.
  • 雑誌名: Nature 巻: 506 号: 7486 ページ: 58-62
  • DOI: 10.1038/nature12959
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Revised structure of cyclolithistide A, a cyclic depsipeptide from the marine sponge Discodermia japonica (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Tajima, T. Wakimoto, K. Takada, Y. Ise, I. Abe
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 77 号: 1 ページ: 154-158
  • DOI: 10.1021/np400668k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enantioselective Synthesis of SB-203207 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Hirooka, Kazutada Ikeuchi, Yuichiro Kawamoto, Yusuke Akao, Takumi Furuta, Tomohiro Asakawa, Makoto Inai, Toshiyuki Wakimoto, Tohru Fukuyama and Toshiyuki Kan
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 16 号: 6 ページ: 1646-1646
  • DOI: 10.1021/ol5002973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spiro-ring formation is catalyzed by a multifunctional dioxygenase in austinol biosynthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuda, T. Awakawa, T. Wakimoto, and I. Abe
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 30 ページ: 10962-10965
  • DOI: 10.1021/ja405518u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pyranonigrin E : a novel PKS-NRPS hybrid metabolite from Aspergillus niger ide ntified by genome mining (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Awakawa., Xiao-Long Xia o-Long Yang, Toshiyuki Wakimoto., Ikuro Abe
  • 雑誌名: Chembiochem 巻: 14 号: 16 ページ: 2095-2099
  • DOI: 10.1002/cbic.201300430
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cycloforskamide, a cytotoxic macrocyclic peptide from the sea slug Pleurobranchus forskalii (2013)
  • 著者名/発表者名: K. C. Tan, T. Wakimoto, K. Takada, T. Ohtsuki, N. Uchiyama, Y. Goda, I. Abe
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 76 号: 7 ページ: 1388-1391
  • DOI: 10.1021/np400404r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cycloforskamide, a cytotoxic macrocyclic peptide from the sea slug Pleurobranchus forskalii (2013)
  • 著者名/発表者名: K. C. Tan, T. Wakimoto, K. Takada, T. Ohtsuki, N. Uchiyama, Y. Goda, I. Abe
  • 雑誌名: Toxicon 巻: 72 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1016/j.toxicon.2013.05.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Indole-porphyrin hybrids produced by metagenomics (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang, X. -L., Wakimoto, T., Takeshige, Y., He, R., Egami, Y., Abe, I.
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 巻: 23 号: 13 ページ: 2810-2813
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.04.076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induced production of novel prenyldepside and coumarins in endophytic fungi Pestalotiopsis acaciae (2013)
  • 著者名/発表者名: X.-L. Yang, T. Awakawa, T. Wakimoto, I. Abe
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 54 ページ: 5814-5817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induced production of the novel glycolipid ustilagic acid C in the plant pathogen Ustilago maydis (2013)
  • 著者名/発表者名: X.-L. Yang, T. Awakawa, T. Wakimoto, I. Abe
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 54 ページ: 3655-3657
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induced biosyntheses of a novel butyrophenone and two aromatic polyketides in the plant pathogen Stagonospora nodorum (2013)
  • 著者名/発表者名: X.-L. Yang, T. Awakawa, T. Wakimoto, I. Abe
  • 雑誌名: Nat. Prod. Bioprospect. 巻: 3 ページ: 141-144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic modifier-induced biosynthesis of novel fusaric acid derivatives in endophytic fungi from Datura stramonium L. (2013)
  • 著者名/発表者名: H.-J. Chen, T. Awakawa, J.-Y. Sun, T. Wakimoto, I. Abe
  • 雑誌名: Nat. Prod. Bioprospect. 巻: 3 ページ: 20-23
  • 査読あり
• [学会発表] The significance of unstable marine natural products (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Wakimoto
  • 学会等名: Marine Biotechnology Seminar
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 2015-02-09
  • 招待講演
• [学会発表] 海綿由来生物活性物質の生合成に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 脇本敏幸
  • 学会等名: 日本生薬学会第61年会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2014-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] 多様な天然物を生産する海綿共生バクテリア (2014)
  • 著者名/発表者名: 脇本敏幸
  • 学会等名: 静岡大学農学部公開講演会
  • 発表場所: 静岡県静岡市
  • 年月日: 2014-07-14
  • 招待講演
• [学会発表] A bacterial symbiont of Japanese marine sponge Discodermia calyx, produces biologically active metabolites (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Wakimoto, Y. Egami, Y. Nakashima, I. Abe
  • 学会等名: 9th World Sponge Conference
  • 発表場所: Perth, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] A bacterial symbiont of Japanese marine sponge Discodermia calyx, produces biologically active metabolites (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Wakimoto, Y. Egami, Y. Nakashima, I. Abe
  • 学会等名: The 14th International Symposium of Marine Natural Products
  • 発表場所: La Toja, Spain
  • 招待講演
• [学会発表] 海洋生物に由来する医薬品資源の開拓と利用を目指して
  • 著者名/発表者名: 脇本敏幸
  • 学会等名: 第34回和漢医薬学総合研究所 特別セミナー
  • 発表場所: 富山県富山市
  • 招待講演
• [学会発表] 海洋生物に由来する医薬品資源の開拓と利用を目指して
  • 著者名/発表者名: 脇本敏幸
  • 学会等名: 福井県立大学 生物資源学特別セミナー
  • 発表場所: 福井県福井市
  • 招待講演
• [学会発表] 海綿共生微生物を起源とする生理活性物質の生産機構解析
  • 著者名/発表者名: 脇本敏幸
  • 学会等名: 第1回薬学の有機化学を考えるin北海道
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 招待講演
• [図書] Handbook of Anticancer Drug from Marine Origin (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Wakimoto, K. C. Tan, H. Tajima, I. Abe
  • 総ページ数: 800
  • 出版者: Springer
• [備考] カイメンを気づかう共生バクテリア ―チョコガタイシカイメンの毒性物質はバクテリアが生産していた―
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_260630_02_j.html
• [備考] 海綿動物の化学防御を担う共生細菌
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/9108