| 研究課題/領域番号 |
17K15469
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| 研究機関 | 北里大学 |
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研究代表者 |
稲橋 佑起 北里大学, 感染制御科学府, 助教 (70645522)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 植物由来放線菌 / ゲノムマイニング |
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| 研究実績の概要 |
微生物資源として未利用であった植物由来希少放線菌のゲノムから二次代謝産物生合成遺伝子クラスターを探索し、異種発現によりその産物を生産させることで、新規二次代謝産物の取得を試みた。
5科6属に属する植物由来希少放線菌6株のゲノムから新規二次代謝産物生合成遺伝子クラスターの探索を行い、2株（Streptosporangium oxazolinicum K07-0460およびAcrocarpospora sp. K10-0603）の生合成遺伝子クラスターから二次代謝産物の単離精製を行った。 K07-0460株のゲノムシークエンスをantiSMASHで解析し、type III PKS を含む生合成遺伝子クラスターを選択した。当生合成遺伝子クラスターをプラスミドpOSV556にクローニングし、Streptomyces属放線菌に導入した。遺伝子クラスター導入株の培養液をHPLC解析することで、空ベクター導入株の培養液には無いピークが確認された。シリカゲルカラムクロマトグラフィーおよびODSカラムクロマトグラフィーを用いて、その培養液よりピークを単離精製することで新規ベンゾキノン類縁体を取得した。
K10-0603株のゲノムシークエンスをantiSMASHで解析し、NRPSを含む生合成遺伝子クラスターを選択した。当生合成遺伝子クラスターをpYIK3にクローニングし、Streptomyces属放線菌に導入した。遺伝子クラスター導入によって生産された物質を各種カラムクロマトグラフィーを用いて単離精製することで環状ペプチド化合物を単離した。今後は本物質の構造解析および生物活性評価を行う。
新たに6科11属に属する12株の植物由来希少放線菌のドラフトゲノムシークエンス解析を行った。今後はこれらのゲノムから新規二次代謝産物の取得を試みるとともに、取得した化合物の生物活性評価を行う。
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| 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
本年度は5科6属に属する植物由来希少放線菌6株のゲノムから新規二次代謝産物生合成遺伝子クラスターの探索を行い、2株（Streptosporangium oxazolinicum K07-0460およびAcrocarpospora sp. K10-0603）の生合成遺伝子クラスターから二次代謝産物の単離精製を行った。さらに、新たに6科11属に属する12株の植物由来希少放線菌のドラフトゲノムシークエンス解析を行った。
K07-0460株からはtype III PKS を含む生合成遺伝子クラスターを選択し、Streptomyces属放線菌を宿主とした異種発現により新規ベンゾキノン類縁体を取得した。本物質のグラム陽性および陰性細菌、真菌に対する抗菌活性を測定したが、いずれにも活性を示さなかった。
K10-0603株からはNRPSを含む生合成遺伝子クラスターを選択し、異種発現により環状ペプチド化合物を取得した。今後は本物質の構造解析および生物活性評価を行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
1) Acrocarpospora sp. K10-0603のNRPSを含む遺伝子クラスターK10-0603C7の産物の構造解析および生物活性評価を行う。
2) 新たにドラフトゲノムシークエンス解析を行った12株を加え、7科17属に属する植物由来放線菌18株のゲノムから新規二次代謝産物生合成遺伝子クラスターの探索を行う。
3) 選択した生合成遺伝子クラスターを異種発現させ、その産物の単離精製、構造解析および生物活性評価を行う。
4) 活性を有する化合物について生合成遺伝子の改変を行い、生産量の向上および高活性な化合物への変換を試みる。まず遺伝子改変の第一候補として、植物由来希少放線菌Actinoallomurus fulvus K09-0307が生産する抗トリパノソーマ活性物質actinoallolide Aの生合成遺伝子クラスターを使用する。本遺伝子クラスターは、Streptomyces属放線菌で異種発現が可能であるものの、異種発現における生産量が低いため、プロモーターや転写調節因子などを利用し、生産量の向上を図る。次に、PKSの基質を認識するATドメイン等を改変することでactinoallolide類縁体の取得を試みる。
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