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生合成マシナリー構築に向けたロドコッカス属細菌の宿主最適化と遺伝子ツールの拡充

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 23108529
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
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

北川 航  独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (60415669)

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Rhodococcus / 抗生物質 / 生合成マシナリー / 次世代宿主
研究実績の概要

宿主として望まれる遺伝子(プラスミド)保持安定性が高い株を得るため、80株のロドコッカス野生株を対象に抗生物質耐性遺伝子を用いたスクリーニングを行った。本研究室で開発されたpNit-QC2ベクターはクロラムフェニコール耐性遺伝子を唯一の選択マーカーとして持っている。このベクターにアプラマイシン耐性遺伝子およびテトラサイクリン耐性遺伝子を同時に導入し、上記3つの選択マーカーを持つpNit-CAT構築した。これを導入した株をクロラムフェニコールのみが含まれる培地で10継代の液体培養を行い、その後クロラムフェニコールのみが含まれる固体培地でシングルコロニーを取得し、さらに3つの抗生物質が入った固体培地に植え継いでその生育を確認する事でプラスミド保持安定性を評価した。その結果ほとんどの株で外来プラスミドの保持安定性が良くないか、その他の宿主としての性質が適さない事が判明した。しかしながら安定的に外来プラスミドを保持出来る1株を選抜する事に成功した。
次にまたロドコッカス属細菌で利用できる新規の発現ベクターの開発を進めた。ロドコッカス株に存在する新規の野生型の小型環状プラスミドを発見し、その全塩基配列を決定した。その結果これまで知られているどのプラスミドとも異なる、新規・未分類のタイプのレプリコンを持つ事が判明した。我々の研究グループでは2種のレプリコン、2種のプロモーター(誘導型および構成型)、2種の薬剤耐性遺伝子を組み合わせた発現ベクターを開発済みである。これらに加えて上記の新規のレプリコンを持つ野生型プラスミドを改変することで、新規の発現ベクターの開発に成功した。これら3種のレプリコンは和合性があり、ロドコッカスに3つの異なるプラスミドを共存させる事が可能になった。今後はプロモーターのタイプをさらに拡充し、様々な発現強度や発現タイミングに対応出来るものを構築する予定である。

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

    (4件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Cloning and heterologous expression of the aurachin RE biosynthesis gene cluster afford a novel cytochrome P450 for quinoline N-hydroxylation2013

    • 著者名/発表者名
      北川航、尾崎太郎、西岡大樹、安武義晃、波多美弥子、西山 真、葛山智久、田村具博
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: Vol. 14(印刷中) 号: 9 ページ: 1085-1093

    • DOI

      10.1002/cbic.201300167

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Improvement of a host-vector system in Rhodococcus species as the novel platform of bio-machinery2012

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kitagawa
    • 学会等名
      8th U.S.-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products
    • 発表場所
      淡路島
    • 年月日
      2012-06-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A novel antibiotic protein and the genes identified from Rhodococcus erythropolis JCM 28952011

    • 著者名/発表者名
      北川航
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies 2011 Congress (IUMS2011)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] New phenazine antibiotic "Rhodophenazine A" isolated from Rhodococcus erythropolis DSM 113972011

    • 著者名/発表者名
      北川航
    • 学会等名
      16th International Symposium on the Biology of Actinomycetes (ISBA16)
    • 発表場所
      Puerto Vallarta, Mexico
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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