半人工遺伝子クラスターによる難培養微生物由来有用天然化合物の異属生産技術の開発

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14798
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分38040:生物有機化学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 工藤 慧 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (80828161)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 天然物化学 / 異種発現 / 海洋天然物 / 生合成 / 医薬品 / 物質生産 / Pseudomonas

研究成果の概要

海洋性の難培養微生物が生産する化合物を、培養可能な異属細菌において生産させるため、半人工的な生合成遺伝子クラスターの構築を目指した。宿主微生物で既に機能することが確認されているsafracin生合成遺伝子クラスターを鋳型として、16種21個の遺伝子を含む5種類のベクターを構築しました。これらを宿主であるPseudomonas putidaに6種類の組み合わせで導入したが、期待する化合物の生産は確認されなかった。今後の課題として、これまで利用が難しかった遺伝資源を活用するために、発現ボトルネックの決定やコドン最適化アルゴリズムの厳密な選択など、基礎的な研究を行うことが必要である。

自由記述の分野

天然物化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、カイメン由来のtetrahydroisoquinoline化合物であるrenieramycin類の生合成遺伝子を題材として、Pseudomonas putidaでの異種発現生産を目指した。目的物質の生産には至らなかったものの、より詳細な解析を行う材料となる菌株を構築することができた。今後異種生産が達成されれば、ecteinascidin-743など様々な難培養微生物由来の有用天然化合物の発酵生産へと結びつけることができる。