• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実績報告書

生合成マシナリー研究の総括

総括班

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 22108001
研究機関北海道大学

研究代表者

及川 英秋  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00185175)

研究期間 (年度) 2010-06-23 – 2015-03-31
キーワード生合成 / ゲノム情報 / 物質生産 / バイオインフォマティクス / メタボローム / 二次代謝産物 / 抗生物質 / 抗腫瘍性物質
研究概要

本領域の総括班は、A01天然物の酵素合成と代表的反応機構の解析;A02生合成酵素遺伝子発現系開発;A03天然物設計図解読の連携や共同研究支援と領域メンバーの成果発表や交流などのため、様々な企画を行った。A03班の金谷らによって開発された代謝経路データベースMotorcycleは論文化され公開されている。また同班の石川による生合成遺伝子クラスター同定ツール2ndFindは、真核生物のゲノムデータ取り扱えるように改良され、順調にアクセス数を増加されている。A02班の池田らによって開発された放線菌ゲノム縮小株を使った天然物生産は、80 kbと巨大なサイズの遺伝子クラスターを持つleptmycinの生産に成功する等その適用範囲が広がっている。同班の五味による麹菌による異種発現系は、A01班の及川、阿部らが利用し多数遺伝子の同時導入により7-14個の遺伝子を持つ化合物の合成に成功する等、汎用性の確立ができつつある。池田らの発現法は広く班員に活用してもらうため、遺伝子組換え講習会を開催し、技術移転を行った。A01班の班員は、ペプチド合成、環状ポリエーテルの骨格構築や細菌の新規メナキノン生合成等の特異なあるいは普遍的な新規酵素反応機構の解析を行い、顕著な業績をあげた。いずれも各班の共同研究あるいは研究手法を活用したもので、新領域ならではの成果である。若手支援として、海外学会参加補助、若手シンポジウムさらには本年度新たな試みとして行った若手研究者が企画、開催したミニ国際シンポジウムなど積極的に行っている。このほか班員が企画したシンポジウムへの補助も多数行った。今年度は、公募研究者は合計28名のうち新たに12名が加わるなど大幅に入れ替った。年二回の公開シンポジウムや班会議などの機会を通じ、これらメンバーとの交流も行い、研究領域の拡大も積極的に行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究手法の開発およびそれを適用した研究を計画班員を中心に進め、成果をあげるとともに、技術講習会で領域メンバーに提供するよう務めた。データベースやWebツールの情報提供は、公開シンポジウムで積極的に紹介するとともに、Web上に公開し一般の利用に供している。微生物由来の天然物の異種発現による天然物の酵素合成は、次第に合成例が増えると同時に、発現法の問題点なども明らかになってきた。若手育成では、若手がすべてを企画して運営する定例シンポジウムや国際シンポジウムなどを通して、班員のみならず関連研究者との交流を深めるとともに情報交換し、共同研究を展開する機会を提供した。このような活動を通じて、本研究領域が次第に認知されているものと考える。

今後の研究の推進方策

4年間で行なった領域活動を通して、オミクス情報から天然物の設計図解読、発現システムの提供、さらにはそれを用いた天然物の合成は、現実的な方法論となりつつある。今後これまで作成した生合成マシナリー系を利用した生物が行なっている構造多様性創出機構の解明に取り組む必要がある。また天然物合成が細胞内のどこで行なわれているか等、効率良い生産を狙った方法論の開発を、関連研究者と交流を行ないながら、模索していく必要がある。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Allosteric Regulation of Epoxide Opening Cascades by a Pair of Epoxide Hydrolases in Monensin Biosynthesis,2014

    • 著者名/発表者名
      A. Minami, T. Ose, K. Sato, A. Oikawa, K. Kuroki, K.Maenaka, H.Oguri and H. Oikawa
    • 雑誌名

      ACS Chem. Biol.

      巻: 9 ページ: 562-569

    • DOI

      10.1021/Cb4006485

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of oxidative and drought tolerance in Arabidopsis by overaccumulation of antioxidant flavonoids2014

    • 著者名/発表者名
      R. Nakabayashi, K. Yonekura-Sakakibara, K. Urano, M. Suzuki, Y. Yamada, T. Nishizawa, F. Matsuda, M. Kojima, H. Sakakibara, K. Shinozaki, A. J. Michael, T. Tohge, M. Yamazaki, and K. Saito
    • 雑誌名

      Plant J.

      巻: 77 ページ: 367-379

    • DOI

      10.1111/tpj.12388

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Core Assembly Mechanism of Quinocarcin/Sf-1739: Bimodular Complex Nonribosomal Peptide Synthetases for Sequential Mannich-Type Reactions2013

    • 著者名/発表者名
      T. Hiratsuka, K. Koketsu, A. Minami, S. Kaneko, C. Yamazaki, K. Watanabe, H. Oguri, and H. Oikawa
    • 雑誌名

      Chem. Biol.

      巻: 20 ページ: 1523-1535

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2013.10.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spiro-ring formation is catalyzed by a multifunctional dioxygenase in austinol biosynthesis2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuda, T. Awakawa, T. Wakimoto, and I. Abe
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 ページ: 10962-10965

    • DOI

      10.1021/ja405518u

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Menaquinone Biosynthesis: Formation of Aminofutalosine Requires a Unique Radical SAM Enzyme2013

    • 著者名/発表者名
      N. Mahanta, D. Fedoseyenko, T. Dairi, and T. P. Begley
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 ページ: 15318-15321

    • DOI

      10.1021/ja408594p

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineered Streptomyces Avermitilis Host for Heterologous Expression of Biosynthetic Gene Cluster for Secondary Metabolites2013

    • 著者名/発表者名
      M. Komatsu, K. Komatsu, H. Koiwai, Y. Yarnada, I. Kozone, M. Izumikawa, J. Hashimoto, M. Takagi, S. Omura, K. Shin-ya, D. E. Cane, and H. Ikeda
    • 雑誌名

      ACS Synth. Biol.

      巻: 2 ページ: 384-396

    • DOI

      10.1021/sb3001003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematization of the protein sequence diversity in enzymes related to secondary metabolic pathways in plants, in the context of big data biology inspired by the KNApSAcK motorcycle database,2013

    • 著者名/発表者名
      S. Ikeda, Abe T, Y. Nakamura, N. Kibinge, A. Hirai Morita, A. Nakatani, N. Ono, T. Ikemura, K. Nakamura, M. Altaf-Ul-Amin, S. Kanaya
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 54 ページ: 711-727

    • DOI

      10.1093/pcp/pct041

    • 査読あり
  • [学会発表] Self-excising Cre/mutant lox marker recycling system for multiple gene integrations and consecutive gene deletions in Aspergillus oryzae2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Gomi
    • 学会等名
      11th International Aspergillus meeting (Asperfest11)
    • 発表場所
      Hotel Silken-Al Andalus, Seville, Spain
    • 年月日
      20140322-20140323
    • 招待講演
  • [学会発表] Biosynthetic studies on fungal meroterpenoids derived from 3,5-dimethylorsellinic acid2014

    • 著者名/発表者名
      Ikuro Abe
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Marine Natural Products
    • 発表場所
      Four Points Sheraton / Holiday Inn Express, Ventura, USA
    • 年月日
      20140302-20140307
    • 招待講演
  • [学会発表] Genomic data-based synthesis of fungal natural products2013

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Oikawa
    • 学会等名
      International Symposium on Natural Products Chemistry and Chemical Biology 2013
    • 発表場所
      Hotel Ohzan, Aichi-ken
    • 年月日
      20131124-20131126
    • 招待講演
  • [学会発表] Metabolomics-based functional genomics in plants2013

    • 著者名/発表者名
      K. Saito
    • 学会等名
      Molecular Life Sciences 2013 Interntional Symposium of the Germany Society for Bioehcmistry and Molecular Biology
    • 発表場所
      Campus Westend Goethe University in Frankfurt/Main, Germany
    • 年月日
      20131003-20131006
    • 招待講演
  • [学会発表] Second version of versatile hosts for heterologous expression of biosynthetic gene(s) for secondary metabolites2013

    • 著者名/発表者名
      Haruo Ikeda
    • 学会等名
      1st European Conference on Natural Products: Research and Applications
    • 発表場所
      DECHEMA-Haus, Frankfurt, Germany.
    • 年月日
      20130922-20130925
    • 招待講演
  • [学会発表] Metabolomics finds a new class of plant lipid essential for protection against phosphorus depletion2013

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, Y. Okazaki
    • 学会等名
      7th EPSO Conference
    • 発表場所
      Porto Heli (AKS Hotel), Greece
    • 年月日
      20130901-20130904
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional Analysis of Prenyltransferses Responsible for Diterpene Biosynthesis in Fungi2013

    • 著者名/発表者名
      C. W. Liu, M. Noike, A. Minami, H. Oikawa, and T. Dairi,
    • 学会等名
      11th TERPNET meeting
    • 発表場所
      Kolymvari, Crete, Greece
    • 年月日
      20130601-20130605
    • 招待講演
  • [図書] Biotechnology for Medicinal Plants2013

    • 著者名/発表者名
      S. Bunsupa, K. Saito and M. Yamazaki
    • 総ページ数
      462 (263-274)
    • 出版者
      Springer-Verlag, Berlin Heidelberg
  • [備考] 2ndFind

    • URL

      http://biosyn.nih.go.jp/2ndfind/

  • [備考] Motorcycle

    • URL

      http://kanaya.naist.jp/motorcycle/top2.html

  • [産業財産権] 1. 新規テルペノイド化合物およびその製造方法2013

    • 発明者名
      池田治生
    • 権利者名
      池田治生
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-168230
    • 出願年月日
      2013-06-18

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi