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新規生合成マシナリー開拓を志向した未利用遺伝子活性化による天然物構造多様性の創出

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 25108702
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
研究機関東北大学

研究代表者

浅井 禎吾  東北大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60572310)

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
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2014年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード二次代謝物 / 天然物 / 糸状菌 / 休眠遺伝子 / ケミカルエピジェネティクス / 遺伝子発現 / 生物活性物質 / エピジェネティクス
研究実績の概要

本研究では,新たな生合成マシナリーを想起させる骨格や修飾様式を有する多様な新規天然物を,糸状菌ゲノム上に数多く存在する未利用生合成遺伝子のエピジェネティック (後天的) な活性化により創出することを目的として行った.
エピジェネティック制御に関わる修飾酵素のうち,糸状菌の二次代謝制御に関わることが示唆されているヒストン脱アセチル化酵素 (HDAC),ヒストンメチル化酵素,DNAメチル化酵素の各種阻害剤について,二次代謝活性化能を評価した.その結果,Zn2+型HDAC阻害剤であるsberoyl bis-hydroxamic acid (SBHA)とNAD+依存型HDAC阻害剤であるニコチンアミドが最も多くの菌に対して効果を示すことがわかった.これら2種の阻害剤を用いたケミカルエピジェネティクスにより昆虫寄生糸状菌,昆虫内生糸状菌および植物内生糸状菌を網羅的にスクリーニングし,二次代謝物の生産が顕著に活性化される菌種を探索した.ケミカルエピジェネティクスにより二次代謝物の生産が活性化した菌について,天然物探索研究を行い数多くの新規天然物を発見した.シャクヤク内生菌からは,塩素原子を有するベンゾフェノン類の生産が活性化され,生合成機構に興味が持たれる新規二量体の取得に成功した.また,Chaetomium indicum において,SBHAにより休眠型NR-PKS遺伝子の発現を誘導すると,NR-PKSに生産される骨格を起点として,様々な修飾様式を有する新規芳香族ポリケタイドや[4+2]環化付加により形成されることが予想される数種の新規二量体が生産されることを構造レベルで明らかとし,新しい生合成系の発見にすることができた.ケミカルエピジェネティクスにより生産が活性化された二次代謝物の中に,抗HIV活性や抗アデノウィルス活性を有する化合物を見出していた,

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

    (31件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] ケミカルエピジェネティクスによる未利用生合成遺伝子の活用と多様な天然物の創出2014

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾,大島吉輝
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 50 ページ: 112-116

    • NAID

      130005143935

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structures of Spiroindicumides A and B, Unprecedented Carbon Skeletal Spirolactones, and Determination of the Absolute Configuration by Vibrational Circular Dichroism Exciton Approach.2013

    • 著者名/発表者名
      Teigo Asai, Tohru Taniguchi, Takashi Yamamoto, Kenji Monde, Yoshiteru Oshima
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 号: 17 ページ: 4320-4323

    • DOI

      10.1021/ol401741z

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suberoylanilide Hydroxamic Acid, a Histone Deacetylase Inhibitor, Induces the Production of Anti-inflammatory Cyclodepsipeptides from Beauveria felina2013

    • 著者名/発表者名
      Y. M. Chung, M. E. Shazly, D. W. Chuang, T. L. Hwang, T. Asai, Y. Oshima, M. L. Ashour, Y. C. Wu, F. R. Chang
    • 雑誌名

      J. Nat. Prod.

      巻: 76 号: 7 ページ: 1260-1266

    • DOI

      10.1021/np400143j

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structurally Diverse Chaetophenol Productions Induced by Chemically Mediated Epigenetic Manipulation of Fungal Gene Expression2013

    • 著者名/発表者名
      T. Asai, T. Yamamoto, N. Shirata, T. Taniguchi, K. Monde, I. Fujii, K. Gomi, Y. Oshima
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 号: 13 ページ: 3346-3349

    • DOI

      10.1021/ol401386w

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An epigenetic modifier enhances the production of anti-diabetic and anti-inflammatory sesquiterpenoids from Aspergillus sydowii2013

    • 著者名/発表者名
      Y. M. Chung, C. K. Wei, D. W. Chuang, M. E. Shazly, C. T. Hsieh, T. Asai, Y. Oshima, T. J. Hsieh, T. L. Hwang, Y. C. Wu, F. R. Chang
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem

      巻: 21 号: 13 ページ: 3866-3872

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2013.04.004

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 突然変異導入による休眠型糸状菌二次代謝物の生産誘導と新規天然物探索2015

    • 著者名/発表者名
      山本崇史,浅井禎吾,大島吉輝
    • 学会等名
      日本薬学会第135回春季年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二次代謝活性型糸状菌の効率的な作成と選抜:ランダム突然変異導入とハイグロマイシン耐性選抜2015

    • 著者名/発表者名
      森下陽平,浅井禎吾,大島吉輝
    • 学会等名
      日本薬学会第135回春季年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] NR-PKSが生合成する芳香族ポリケタイドの構造的特性の活用:非天然型indole-polyketideハイブリッド化合物群の創生2015

    • 著者名/発表者名
      伊勢里美,塚田健人,浅井禎吾,大島吉輝
    • 学会等名
      日本薬学会第135回春季年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 糸状菌の未利用遺伝子資源を活用する新規天然物の探索2014

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾
    • 学会等名
      第2回 糸状菌分子生物学研究会若手の会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 糸状菌の休眠遺伝子をいかにして“ものとり”に活用するか:二次代謝誘導と天然物探索2014

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾
    • 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
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 変異原処理によるハイグロマイシン耐性化を指標とした二次代謝活性型糸状菌の効率的な選抜と新規天然物の探索2014

    • 著者名/発表者名
      本崇史,森下陽平,浅井禎吾,大島吉輝
    • 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
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Aspergillus属糸状菌の突然変異処理による新規二次代謝物の創出2014

    • 著者名/発表者名
      森下陽平,山本崇史,浅井禎吾,大島吉輝
    • 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
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 身近な生物に内生する多様な糸状菌を資源とした新規天然物探索2014

    • 著者名/発表者名
      布木純,大槻紗恵,浅井禎吾,大島吉輝
    • 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
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Chaetophenol類の生合成中間体を活用したポリケタイド分子多様性の拡大2014

    • 著者名/発表者名
      塚田健人,伊勢里美,橋元誠,藤井勲,五味勝也,浅井禎吾,大島吉輝
    • 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
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Chaetomium indicumの休眠遺伝子を活用した新規二次代謝物の獲得2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤史織,山本崇史,塚田健人,浅井禎吾,大島吉輝
    • 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
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] キリギリス内生糸状菌が生産する新規二次代謝物の探索2014

    • 著者名/発表者名
      布木純,浅井禎吾,山下幸和,大島吉輝
    • 学会等名
      第53回日本薬学会東北支部大会
    • 発表場所
      磐城
    • 年月日
      2014-10-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Chaetomium属糸状菌が生産する新規芳香族ポリケチド類に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      山本崇史,浅井禎吾,森田峻太郎,山下幸和,藤井勲,大島吉輝
    • 学会等名
      第53回日本薬学会東北支部大会
    • 発表場所
      磐城
    • 年月日
      2014-10-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] エピジェネティック制御を介した休眠遺伝子の活用と構造多様な天然物の創出2014

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾
    • 学会等名
      ライフサイエンス技術部会 反応分科会講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Induced Production of Novel Fungal Secondary Metabolites by Using Chemical Epigenetic Merthod2014

    • 著者名/発表者名
      Teigo Asai
    • 学会等名
      1st US-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products For Young Researcher
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] エピジェネティックな二次代謝活性化法を利用するイチイ内生糸状菌からの新規生物活性物質の探索2014

    • 著者名/発表者名
      布木純,浅井禎吾,山下幸和,河治久実,児玉栄一,大島吉輝
    • 学会等名
      日本薬学会第134回春季年会
    • 発表場所
      熊本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ツツジ科植物内生糸状菌を資源とした新規天然物の探索2014

    • 著者名/発表者名
      大槻紗恵,浅井禎吾,山下幸和, 大島吉輝
    • 学会等名
      日本薬学会第134回春季年会
    • 発表場所
      熊本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 糸状菌の単純芳香族ポリケタイドから複雑な二量体ポリケタイドの創生2014

    • 著者名/発表者名
      塚田健人,浅井禎吾,白田直樹,藤井勲,五味勝也, 大島吉輝
    • 学会等名
      日本薬学会第134回春季年会
    • 発表場所
      熊本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Chaetophenol類の生合成とエピジェネティック制御に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾,白田直樹,森田峻太郎,塚田健人,藤井勲,五味勝也,大島吉輝
    • 学会等名
      日本薬学会第134回春季年会
    • 発表場所
      熊本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 糸状菌Chaetomium indicumにおけるヒストンアセチル化を介した二次代謝活性化と構造多様なポリケチド類の生産2013

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾, 山本崇史, 白田直樹, 谷口透, 門出健次, 大島吉輝
    • 学会等名
      ケミカルバイオロジー学会第8回年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 植物,節足動物内生糸状菌のエピジェネティックな二次代謝活性化による新規天然物の探索2013

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾,羅丹,大槻紗恵,布木純,大島吉輝
    • 学会等名
      第55回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] “Discovery of Structurally Diverse Novel Secondary Metabolites from Entomopathogenic Fungi by Using Chemical Epigenetic Method2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamamoto, Teigo Asai, Yoshiteru Oshima
    • 学会等名
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Manipulation of Fungal Epigenetics Using a HDAC Inhibitor Induced Structurally Diverse Polyketide Producition in Chaetomium indicum2013

    • 著者名/発表者名
      Teigo Asai, Takashi Yamamoto, Naoki Shirata, Tohru Taniguchi, Kenji Monde, Yoshiteru Oshima
    • 学会等名
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シャクヤク内生糸状菌 Graphiopsis chlorocephala が生産する新規ベンゾフェノン類に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      大槻紗恵,浅井禎吾,山下幸和,河治久実,児玉栄一,大島吉輝
    • 学会等名
      第52回日本薬学会東北支部大会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 植物,節足動物内生糸状菌 を探索資源とした新規天然物の探索2013

    • 著者名/発表者名
      布木純,浅井禎吾,山下幸和, 大島吉輝
    • 学会等名
      第52回日本薬学会東北支部大会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケミカルエピジェネティクスを利用する多様な新規二次代謝物の探索2013

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾
    • 学会等名
      第24回微生物資源ワークショップ
    • 発表場所
      神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploitation of Novel Secondary Metabolites by Using Chemically Mediated Epigenetic Manipulation2013

    • 著者名/発表者名
      Teigo Asai
    • 学会等名
      The 3rd Dalian University of Technology – Tohoku University Joint Synpojium in Chemistry
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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