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2010 年度 実績報告書

二次代謝産物生合成マシナリー構築用モデル宿主の開発

計画研究

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 22108006
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

研究機関北里大学

研究代表者

池田 治生  北里大学, 大学院・感染制御科学府, 教授 (90159632)

研究分担者 小松 護  北里大学, 大学院・感染制御科学府, 助教 (40414057)
キーワード生合成マシナリー / ゲノム / 二次代謝産物 / 抗生物質 / 放線菌
研究概要

2003年に我々によってゲノムが解読された産業利用放線菌Streptomyces avermitilisをモデルに、その染色体上の物質生産に最適化された遺伝子(群)に影響を与えない大規模欠失組み換え体を作製し、異種二次代謝産物生産並びにそれらの遺伝子発現の評価を行えるための汎用宿主の開発を目指す。既に染色体を80%程度までに欠失させたSUKA株に関し、すべての2次代謝産物の生成を検討可能にするため、さらに欠失に伴う耐性遺伝子挿入を回避するための欠失体SUKA17株を作製した。一方、本菌の線状プラスミドを疑似染色体化するため、染色体上のファージとの部位特異的組換え配列領域を欠失させるとともに、さらに線状プラスミドSAP1の左末端側に上記の部位特異的組換え配列を導入することができた。これら新たな組み換え体は次年度に各種の異種生合成遺伝子群断片を部位特異的な組換えで導入することによって評価を行うとともに線状プラスミド由来の疑似染色体ベクターとしての有効性を検討する。異種2次代謝産物生合成遺伝子群の導入による物質生産過程では生合成遺伝子群の発現を調節する制御遺伝子の発現が重要であることは理解されているが、その制御遺伝子の発現をさらに上位で制御する機構については、数例のみの解析にとどまっている。上位の制御系の問題解決あるいは微量にのみ生成が認められる状態で転写を変化させる試みを行った。転写酵素であるRNAポリメラーゼのβサブユニット(RpoB)の変異はリファンピシン耐性を引き起こすとともに他の遺伝子発現の劇的な変化を生じることが観察されている。本年度rpoB遺伝子のいくつかの変異遺伝子を作製し、いくつかの異種生合成遺伝子群の発現を検討した結果、野生型rpoBを保有する菌株と比べ生成量が1.5~3倍程度に上昇する変異を見出すことができた。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Genome mining in Streptomyces. Discovery of an unprecedented P450-catalyzed oxidative rearrangement that is the final step in the biosynthesis of pentalenolactone.2011

    • 著者名/発表者名
      Zhu, D., et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of a silent sesquiterpenoid biosynthetic pathway in Streptomyces avermitilis controlling epi-isozizaene and albaflavenone biosynthesis and isolation of a new oxidized epi-isozizaene metabolite.2011

    • 著者名/発表者名
      Takamatsu, S., et al.
    • 雑誌名

      Microl.Biotechnol.

      巻: 4 ページ: 184-191

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis of 2-methylisoborneol in Cyanobacteria.2011

    • 著者名/発表者名
      Giglio, S., et al.
    • 雑誌名

      Environ.Sci.Technol.

      巻: 45 ページ: 992-998

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pentalenic acid is a shunt metabolite in the biosynthesis of the pentale nolactone family of metabolites : Hydroxylation of 1-deoxypentalenic acid mediated by CYP105D7 (SAV_7469) of Streptomyces avermitilis.2011

    • 著者名/発表者名
      Takamatsu, S., et al.
    • 雑誌名

      J.Antibiot.

      巻: 64 ページ: 65-71

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome sequence of Kitasatospora setae NBRC 14216^T : An evolutionary snapshot of the family Streptomycetaceae.2010

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, N.., et al.
    • 雑誌名

      DNA Res.

      巻: 17 ページ: 393-406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regio- and stereospecificity of filipin hydroxylation sites revealed by crystal structure of cytochrome P450 105P1 and 105D6 from Streptomyces avermitilis.2010

    • 著者名/発表者名
      Lin, X., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 285 ページ: 16844-16853

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome mining in Streptomyces avermitilis : Cloning and characterization of SAV_76, the synthase for a new sesquiterpene. avermitilol.2010

    • 著者名/発表者名
      Chou, W.K.W., et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 8850-8851

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome-minimized Streptomyces host for the heterologous expression of secondary metabolism.2010

    • 著者名/発表者名
      Komatsu, M., et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA

      巻: 107 ページ: 2646-2651

    • 査読あり
  • [学会発表] Exploring the bacterial terpenome2010

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H.
    • 学会等名
      RIKEN Chemical Biology International Symposium
    • 発表場所
      Wako, Japan(Invited Symposium)
    • 年月日
      2010-10-26
  • [学会発表] Discovery of new sesquiterpenoid compounds, "Avermitilol" and "Avermitilone" by genome mining of Streptomyces avermitilis2010

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H.
    • 学会等名
      2010 KSBB Fall Meeting & International Symposium.
    • 発表場所
      Incheon, Korea(Invited Symposium)
    • 年月日
      2010-10-08
  • [学会発表] Characterization of relA mutant of industrial microorganism Streptomyces avermitilis2010

    • 著者名/発表者名
      Komatsu, M.Tanaka, Y.Ochi, K.Ikeda, H.
    • 学会等名
      11^<th> International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2010-06-30
  • [学会発表] Optimized Streptomyces host for the heterologous expression of secondary metabolism.2010

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H.Komatsu, M.Uchiyama, T.
    • 学会等名
      11^<th> International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms
    • 発表場所
      Melbourne, Australia(Invited Symposium)
    • 年月日
      2010-06-29
  • [備考]

    • URL

      http://avermitilis.1s.kitasato-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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