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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 25108728
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) 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Rhodococcus / genome / antibiotics / cre/loxP / 生合成マシナリー / バイオテクノロジー / 抗生物質 / 遺伝子 / 微生物
研究実績の概要

ロドコッカス属細菌の最適化宿主株の構築のため、前年度までに取得した外来遺伝子を安定的に保持できる候補株について、それ以外の株と共にゲノム比較を行った。各株共通して保持しているものをロドコッカスの基本構成遺伝子構造とし、それ以外の部分は株に個性を与える要因となる遺伝子であると考えられる。しかし最適化宿主の候補株が、ある遺伝子を有していることが有利なのか、あるいは有していないことが有利であるかについては各遺伝子の詳細を調べる必要がある。このため、ロドコッカスの基本構造のみに単純化した(大規模にDNA領域を削除した)ゲノムの宿主株を作製、また個別の特に興味深い遺伝子については遺伝子破壊株、遺伝子導入株の作製を進めた。ゲノムの大規模領域削除株についてはcre/loxPのシステムをロドコッカスで初めて実行し、2つのプラスミドにloxLE配列とカウンターセレクション遺伝子、またはloxRE配列とcre recombinase遺伝子を分けて搭載し、それぞれのプラスミドには更に削除する領域の末端と相同な配列を片方ずつ導入した。この2つのプラスミドの二重シングルクロスオーバー変異株を作製し、その後にcre recombinaseを発現することで、2ステップの非常に簡便な方法によるゲノム削除の手法を開発することに成功した。またロドコッカスには多数の線状、環状プラスミドが存在するが、これらも不必要なものであるため、脱落手法についてsacB遺伝子を用いた新たな手法を構築した。プラスミドを3種保持する株については3回脱落の作業が必要となるが、こちらも高効率で達成する手法を開発する事に成功した。

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

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Draft genome sequence of Rhodococcus erythropolis JCM 6824, an aurachin RE antibiotic producer.2014

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa, W., Hata, M., Sekizuka, T., Kuroda, M., and Ishikawa, J.
    • 雑誌名

      Genome Announcement

      巻: 2 号: 5

    • DOI

      10.1128/genomea.01026-14

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Total synthesis of aurachins C, D, and L, and a structurally simplified analog of aurachin C2014

    • 著者名/発表者名
      Enomoto, Masaru Kitagawa, Wataru Yasutake, Yoshiaki Shimizu, Hiroki
    • 雑誌名

      Bioscience Biotechnology and Biochemistry

      巻: 78 号: 8 ページ: 1324-1327

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.918494

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of the quinoline N-hydroxylating cytochrome P450 RauA, an essential enzyme that confers antibiotic activity on aurachin alkaloids2014

    • 著者名/発表者名
      Yasutake Y, Kitagawa W, Hata M, Nishioka T, Ozaki T, Nishiyama M, Kuzuyama T, Tamura T
    • 雑誌名

      FEBS Lett

      巻: 588 号: 1 ページ: 105-110

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2013.11.016

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [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
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Insight into the relationship between antibiotic production and phylogenetic-classification of Rhodococcus erythropolis strains2014

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kitagawa
    • 学会等名
      17th International Symposium on the Biology of Actinomycetes (ISBA17)
    • 発表場所
      トルコ
    • 年月日
      2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ロドコッカス属放線菌による難分解性化合物分解と抗生物質生合成に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      北川航
    • 学会等名
      2014年度(第29回)日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 抗菌活性物質aurachin類およびそのアナログ化合物の合成研究2014

    • 著者名/発表者名
      榎本賢、北川航、安武義晃、清水弘樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      川崎
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 抗菌活性物質aurachin類およびそのアナログ化合物の合成研究2013

    • 著者名/発表者名
      榎本賢、北川航、安武義晃、清水弘樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会北海道支部講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A novel cytochrome P450 RauA from Rhodococcus erythropolis responsible for conferring antibiotic activity on aurachin alkaloid2013

    • 著者名/発表者名
      Yasutake Y, Nishioka T, Kitagawa W, Tamura T
    • 学会等名
      BPPT-AIST Joint symposium on Life Science and Technology Innovation
    • 発表場所
      インドネシア・ボゴール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ロドコッカス属由来抗生物質aurachin REの生合成遺伝子解析2013

    • 著者名/発表者名
      北川 航、尾崎太郎、安武 義晃、西山真 、葛山智久、田村 具博
    • 学会等名
      2013年度 日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PRODUCTION OF ANTIBIOTICS IN RHODOCOCCUS2013

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa W, Tamura T
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms (GIM 2013)
    • 発表場所
      カンクン、メキシコ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of Host Vector System and Antibiotic Production in Rhodococcus Species2013

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa W, Tamura T
    • 学会等名
      American Society for Microbiology 113th General Meeting
    • 発表場所
      デンバー、USA
    • 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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