| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
22108007
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
五味 勝也 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (60302197)
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| 研究分担者 |
町田 雅之 産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, チーム長 (30358006)
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| キーワード | 糸状菌 / 二次代謝化合物 / 遺伝子クラスター / 細胞内局在 / オミクス解析 / Cre/loxP / アフィディコリン / 麹酸 |
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| 研究概要 |
(1)麹菌を宿主にして二次代謝化合物生合成系の複数の遺伝子を効率的に導入するシステムとして、Cre/loxPシステムを用いた選択マーカーの新規なリサイクリング方法を開発した。Cre/loxPシステムでは、通常loxP配列に挟まれた断片の除去にはCreリコンビナーゼ遺伝子を外部から導入して発現させるが、除去操作をより簡便に行うため、Creリコンビナーゼを直接宿主細胞内に導入することを試みた。その結果、Creリコンビナーゼと一緒にDNA断片を麹菌のプロトプラストに細胞融合と同様な手法で導入することによって、染色体に組み込まれているloxP配列に挟まれた選択マーカー遺伝子を除去することが容易にできることを認めた。
(2)糸状菌由来の二次代謝化合物生合成酵素の細胞内局在を解析するための対象として、甜菜じゃのめ病菌のPhoma betaeのアフィディコリン生合成遺伝子クラスターのin silico解析を行った。生合成遺伝子クラスターは6個の遺伝子からなり、4個の生合成酵素遺伝子に加えて転写因子とトランスポーター遺伝子が存在するが、生合成酵素のうち、P450の1個は膜貫通領域を持ち、もう一方はシグナルペプチド様の配列を持つことから、これらの酵素が膜またはオルガネラに局在する可能性が考えられた。
(3)麹菌のDNAマイクロアレイを利用して、麹菌の生産する二次代謝化合物である麹酸の生合成に関わる遺伝子を探索した。生産条件と非生産条件下における遺伝子の発現プロファイルを比較することで抽出された9種類の遺伝子の破壊株を作製し、麹酸の生産を調べたところ、オキシドレダクターゼとトランスポーター遺伝子の破壊株で生産量が減少することが分かった。この2種類の遺伝子はゲノム上で転写因子遺伝子を挟んで存在しており、この転写因子を破壊すると同様に麹酸生産量の顕著な減少が認められ、これら3種類の遺伝子が麹酸生合成のクラスターを構成していることが明らかとなった。
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