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放線菌での二次代謝系操作に適した新規ゲノム操作システムの構築

公募研究

研究領域生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御
研究課題/領域番号 23108510
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関信州大学

研究代表者

片岡 正和  信州大学, 工学部, 准教授 (90332676)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード放線菌 / 微生物遺伝 / ゲノム進化 / 接合伝達 / SAP1 / 中間宿主 / 大腸菌 / 生合成マシナリー
研究実績の概要

【SAP1のベクター化】では放線菌宿主の遺伝子改変、SAP1への組み込み部位の導入、SAP1ベクターシステムの開発を行った。Streptomyces avermitilis由来の巨大線状プラスミドSAP1をベクターとして扱う方法を開発した。SAP1上に部位特異的組換えサイトを持つSAP1を、接合伝達を利用して放線菌間で自在に動かすため宿主として利用予定のS, lividansゲノム上の組み込み部位を破壊した。作製した菌株にSAP1誘導体を接合伝達で導入し、中間宿主を作製した。この作製した中間宿主に大腸菌から接合伝達を利用して遺伝子を送り込み、送り込んだ遺伝子がSAP1上に設計どおりに組み込まれたことを確認した。この課程で、S. lividansが中間宿主として非常に高い能力を持つことを発見した。さらにクラブラン酸生合成遺伝子群やラクタスタチンの生合成遺伝子群を送り込み、SAP1上への組み込みを確認した。またクロラムフェニコール生合成遺伝子群をSAP1へ組み込み、S. lividansとS. avermitilisへ導入してその生産を確認した。さらにこれらのSAP1誘導体が大腸菌からの接合伝達効率の低い菌株へ高効率で伝達されることを明らかにした。
【接合伝達の応用】ではSAP1への高効率接合伝達能力の付与を目標にしていたが、 SAP1が持つ接合伝達システムを利用した。
【高速放線菌遺伝子群改変システムの樹立】ではS.lividansへ属間接合伝達で大型DNAを輸送する大腸菌宿主の改良を目的とした。初期型のRP-4システムをゲノムに組み込んだS17-1株ゲノム上のRP-4組み込み部位の構造を明らかにすると共に、scarless deletionという独特の手法でMu部位を除去した。さらに属間接合伝達の際の障壁であるDNAメチル化酵素の一つ、dcmも破壊した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 合成生物学の潮流と展望2011

    • 著者名/発表者名
      片岡正和
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 69 ページ: 192-195

    • NAID

      10028209004

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] ゲノム合成時代の幕開け2011

    • 著者名/発表者名
      片岡正和, 板谷光泰
    • 雑誌名

      遺伝

      巻: 65 ページ: 5-7

    • NAID

      40018834792

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Application of bacterial conjugative transfer for the synthetic and system biology2013

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Kataoka
    • 学会等名
      UK-Japan Systems Microbiology Workshop in Kyoto
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2013-04-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 線状プラスミドSAP1 を用いた遺伝子クラスター輸送システムの構築2013

    • 著者名/発表者名
      藤森友真, 松田卓也, 池田治生,片岡正和
    • 学会等名
      日本農芸化学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Streptomyces nigrifaciens由来の伝達性プラスミドpSN22におけるTraBのATPase活性と接合伝達機能の関連2013

    • 著者名/発表者名
      伏屋 友希弘,宮武 徹,片岡 正和
    • 学会等名
      日本農芸化学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌伝達性プラスミドpSN22上にコードされる伝達関連遺伝子traAの機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      神戸麻依, 片岡正和
    • 学会等名
      日本農芸化学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌線状プラスミドSAP1上の接合伝達関連遺伝子の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      遠藤翔太、池田治生、片岡正和
    • 学会等名
      日本農芸化学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 接合伝達機構を利用した巨大DNA操作2012

    • 著者名/発表者名
      片岡正和
    • 学会等名
      分子生物学会WS
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノムデザインに根ざす合成生物学の課題2012

    • 著者名/発表者名
      片岡正和
    • 学会等名
      日本遺伝学会年会WS
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-09-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放線菌における接合伝達のしくみと合成生物学への応用可能性2012

    • 著者名/発表者名
      片岡正和
    • 学会等名
      日本農芸化学会年会シンポ
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 枯草菌-放線菌細胞融合による放線菌染色体への遺伝子の導入2012

    • 著者名/発表者名
      松田卓也、板谷光泰、片岡正和
    • 学会等名
      日本農芸化学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 線状プラスミドSAP1を用いた遺伝子クラスター輸送システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      松田卓也、藤森友真、池田治生、片岡正和
    • 学会等名
      日本農芸化学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 線状プラスミドSAP1を用いた放線菌遺伝子クラスター操作システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      松田卓也、池田治生、片岡正和
    • 学会等名
      日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Conjugative transfer of Streptomyces : the mechanism and application for genome design2011

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Kataoka
    • 学会等名
      JST-BBRC joint UK-Japan Workshop on Microbial Systems Biology
    • 発表場所
      Tsuruoka, Yamagata, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 実践的ゲノムデザインをめざして2011

    • 著者名/発表者名
      片岡正和
    • 学会等名
      日本遺伝学会年会WS
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of conjugative transfer of Streptomyces avermitilis linear plasmid SAP12011

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Suzuki, Takuya Matsuda, Haruo Ikeda, Masakazu Kataoka
    • 学会等名
      国際微生物連合会議(IUMS2012)
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A novel insight of Streptomyces plasmid transfer : clt (cis-acting locus of plasmid transfer) of pSN22 functions in horizontal transfer of the chromosome and the plasmid2011

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Miyatake, Masakazu Kataoka
    • 学会等名
      国際微生物連合会議(IUMS2012)
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The ATPase activity of TraB protein on Streptomyces plasmid pSN22 is essential for the conjugative transfer2011

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Fuseya, Masakazu Kataoka
    • 学会等名
      国際微生物連合会議(IUMS2012)
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 線状プラスミドSAP1の解析2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木温司、松田卓也、池田治生
    • 学会等名
      日本放線菌学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌接合伝達の新側面:放線菌プラスミドpSN22の接合伝達におけるcltの機能2011

    • 著者名/発表者名
      宮武徹、片岡正和
    • 学会等名
      日本放線菌学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 伝達性プラスミドpSN22の接合伝達必須タンパク質TraBの解析2011

    • 著者名/発表者名
      伏屋友希弘、宮武徹、片岡正和
    • 学会等名
      日本放線菌学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~kataokalab/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~kataokalab/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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