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レポーターアッセイを用いた海洋メタゲノムからの新規生合成マシナリーの探索

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 25108701
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
研究機関北海道大学

研究代表者

藤田 雅紀  北海道大学, 創成研究機構, 特任助教 (30505251)

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 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードメタゲノム / 海洋天然物 / クオラムセンシング / レポーターアッセイ / 天然物
研究実績の概要

グラム陰性細菌のクオラムセンシングに関与するLux系を改変したレポーターアッセイシステムを用いて、メタゲノム法による未培養微生物のクオラムセンシングに関して解析を行った。陸上由来のメタゲノムライブラリから、レポーターアッセイの結果を指標に取得した活性物質生産クローンは、予想されたアシルホモセリンラクトンの生合成遺伝子ではなく、モノオキシゲナーゼに相同性を示す遺伝子を保有していた。
また、活性クローンは青色色素であるインジゴを生産したが、インジゴにはクオラムセンシグ活性は無かった事から、他の微量生産物が活性本体であると考えられた。活性クローンを大量培養後、培養上清および菌体を有機溶媒で抽出し、レポーターアッセイ結果を指標に抽出物の分画を行った。逆相および順相クロマトグラフィー、複数の担体によるゲルろ過、4種のカラムを用いたHPLC分画により、40 Lの培養液から0.1 mg以下の活性物質を単一ピークとして取得した。
ESI-LC-MSによる分析から本物質は分子量293であり、また高分解質量分析結果からその分子式をC16H11N3O3と推測した。これは関連が推測されたインジゴと比較しNOH大きいものであった。また、重水素交換実験から、交換性プロトンを3個含むと推測された。
また、海洋メタゲノムライブラリ中に複数見出されたインジゴ生産クローンについても解析したところ、いずれもクオラムセンシング活性物質を生産していた。一方、それらクローンが保有する酸化酵素は陸上メタゲノム由来のものと比較して相同性が10%程度であり、配列的にはほぼ関連が無かった。以上のことから、未知のクオラムセンシング物質の生産には酵素の配列では無く、インジゴの産生能が大きく関与していることが推測された。また、陸上海洋問わず、広く分布する酵素により産生されることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] メタゲノム法を用いた海洋天然物化学研究2015

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      2015年度マリンケミカルバイオロジー研究会
    • 発表場所
      東京海洋大学 (品川区)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レポーターアッセイを用いた海洋メタゲノムからの新規生合成マシナリーの探索2014

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      第8回生合成マシナリー公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 (文京区)
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 海洋メタゲノム由来新規インドール代謝経路に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      第9回化学生態学研究会
    • 発表場所
      渚館 (函館市)
    • 年月日
      2014-06-28 – 2014-06-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レポーターアッセイを用いた海洋メタゲノムからの新規生合成マシナリーの探索2014

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      第7回生合成マシナリー公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学 (目黒区)
    • 年月日
      2014-06-21 – 2014-06-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レポーターアッセイを用いた海洋メタゲノムからの新規生合成マシナリーの探索2013

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      生合成マシナリー第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学 (札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] レポーターアッセイを用いた海洋メタゲノムからの新規生合成マシナリーの探索2013

    • 著者名/発表者名
      藤田雅紀
    • 学会等名
      生合成マシナリー第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      千葉大学 (千葉市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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