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2021 年度 実施状況報告書

特殊微生物を活用した培養法の確立と新規二次代謝産物の創出

研究課題

研究課題/領域番号 21K06631
研究機関東北医科薬科大学

研究代表者

山崎 寛之  東北医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (70525344)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード休眠生合成遺伝子 / 二次代謝産物 / 新規活性物質 / 植物内生糸状菌 / 海洋糸状菌 / 誘導生産
研究実績の概要

本研究では, 培養条件の変化に対し反応性の高い菌株を効率的に取得するため, 特殊な培養環境に耐性を示す菌株の作製や特殊な環境に生息する菌株の分離を実施し, 特殊環境を再現した培養条件を適用することで, 新しい抗生物質の生産を目指す.
[1. 特殊な環境に対する耐性菌株の分離と作製] 宮城県仙台市内にて採集した土壌由来の糸状菌の中から, 高濃度のNaIに耐性を示す菌株を分離し, NaI添加培地を用いた培養よりI基を含む代謝産物の生産に成功した. 通常の培養条件より得た本菌株の培養液中からは既知化合物であるLL-Z1640-7とその新規幾何異性体を見出しており, 他の培養条件検討にも応じて物質生産への変化を示している.
[2. 特殊環境下からの微生物菌株の分離と培養環境の再現] 植物内生糸状菌を利用した培養環境の再現実験を検討するため, ユニークな成分を含む植物の探索とその内生糸状菌の分離を実施した. (a) 宮城県仙台市内にて採集した植物サンプルの成分を解析した結果, ヒヨドリバナとフキノトウの抽出エキス中に, PTP1B阻害活性を有する新規テルペノイドを見出した. (b) (a)の過程で, フキノトウより分離した内生糸状菌の培養液中より新規ポリケタイドを単離した. (c) フキノトウ内生糸状菌にフキノトウ抽出エキスを加えた添加培養により, 物質生産に変化を示すの菌株のスクリーニンングを行った結果, 3株の候補株を見出し, 現在順に詳細を確認している.
[3. 外部ストレス応答に関わる遺伝子欠損株の解析] 外部からのストレス応答に関わる因子を欠損させたAspergillus fumigatusの遺伝子欠損株が生産する代謝産物を比較したところ, 転写因子の一つを欠損させた変異株においてfumagillinの生産が抑制され, その中間体が蓄積することを見出した.

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

本研究の初年度においては, テーマに挙げる特殊微生物の分離が課題であったが, 各実験において目的の微生物が順調に得られ, 物質生産への変化を確認できている.

今後の研究の推進方策

次年度においては, 初年度で得られた特殊微生物の代謝産物生産性を詳細に解析していくと共に, 他の菌株への応用を検討したい. また, 特殊微生物の分離についても引き続き行なっていく予定である.

次年度使用額が生じた理由

令和3年度においては、新型コロナウイルス感染症の影響により, フィールドワークや学会発表が実施できなかったため, それらに伴う旅費が生じなかった.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Sam Ratulangi University(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      Sam Ratulangi University
  • [雑誌論文] Exploration of marine natural resources in Indonesia and development of efficient strategies for the production of microbial halogenated metabolites2022

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 76 ページ: 1~19

    • DOI

      10.1007/s11418-021-01557-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Germacrane sesquiterpenes from leaves of Eupatorium chinense inhibit protein tyrosine phosphatase2021

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Hiroyuki、Tsuge Hayato、Takahashi Ohgi、Uchida Ryuji
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 53 ページ: 128422~128422

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2021.128422

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three Bioactive Compounds Against Colony Formation of Chinese Hamster V79 Cells from an Indonesian Ascidian Didemnum sp.2021

    • 著者名/発表者名
      Wewengkang D. S.、Rotinsulu H.、Sumilat D. A.、Oda T.、Yamazaki H.、Ukai K.、Namikoshi M.
    • 雑誌名

      Chemistry of Natural Compounds

      巻: 57 ページ: 592~593

    • DOI

      10.1007/s10600-021-03427-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibitory effects of sesquiterpene lactones from the Indonesian marine sponge Lamellodysidea cf. herbacea on bone morphogenetic protein-induced osteoblastic differentiation2021

    • 著者名/発表者名
      Ohte Satoshi、Yamazaki Hiroyuki、Takahashi Ohgi、Rotinsulu Henki、Wewengkang Defny S.、Sumilat Deiske A.、Abdjul Delfly B.、Maarisit Wilmar、Kapojos Magie M.、Zhang Huiping、Hayashi Fumiaki、Namikoshi Michio、Katagiri Takenobu、Tomoda Hiroshi、Uchida Ryuji
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 35 ページ: 127783~127783

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2021.127783

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 放線菌 TMPU-A0287 株が生産する新規 piericidin 類の抗真菌活性2022

    • 著者名/発表者名
      八木 瑛穂, 山口 優雅, 河﨑 敬子, 碓氷 英莉, 山﨑 寛之, 内田 龍児
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] インドネシアの海洋生物資源を利用した抗感染症薬の探索2022

    • 著者名/発表者名
      Rotinsulu Sarah H. C., 八木 瑛穂, 山﨑 寛之, Rotinsulu Henki, Wewengkang Defny, Sumilat Deiske, 内田 龍児
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [備考] 東北医科薬科大学 薬学部 天然物化学教室 ホームページ

    • URL

      https://www.tohoku-mpu.ac.jp/laboratory/tennen/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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