| 研究課題/領域番号 |
25292046
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
尾仲 宏康 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (80315829)
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| 研究分担者 |
宮本 憲二 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (60360111)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 複合培養 / 生合成 / 放線菌 / 抗生物質生産 / 共培養 / ミコール酸 / 遺伝子発現 / 二次代謝 |
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| 研究実績の概要 |
複合培養は、申請者らが開発した抗生物質生産に適した共培養法である。放線菌とミコール酸を外膜に有する微生物(ミコール酸含有細菌)を共培養すると、放線菌が純粋培養時とは異なる抗生物質生産パターンを示す。複合培養法は本現象を用いた抗生物質探索に適した新規培養法である。本年度は、昨年度に引き続き、次世代シーケンサーによるゲノムワイドの転写シークエンスを用いて、複合培養時に特異的に発現する遺伝子群の同定をおこなった。近縁種で完全長のゲノム情報が明らかになっているStreptomyce coelicolor A3(2)をモデル放線菌とし、ミコール酸含有細菌であるRhodococcus erythropolis(Re)との複合培養を行い、次世代シーケンサーによるランダムシーケンスにより純粋培養時との間で転写量の増減を比較した。前培養後両菌を同じフラスコに投入して複合培養を開始するが、投入直後、約10分におけるサンプリングにおいても遺伝子発現に差が生じることが明らかになった。16SrRNAを除去したmRNA調整に手間取ったが、精製行程を工夫することにより、混入の少ないmRNAの調整ができるようになった。本調整サンプルを用いて次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を行い、複合培養と純粋培養における遺伝子発現の差を明らかにする予定である。本年度研究計画（３）複合培養の統合深化による効率的な新奇抗生物質の探索に関しては、Arcyriaflavin E, chojyalactone類, 5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinoline類を発見し、学術誌にて発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度の計画では次世代シーケンサーを用いた転写解析により複合培養時に発現量に変化が現れる遺伝子の特定まで進める予定であった。二回の転写シーケンスを実施したが、再現性の得られた結果が出ていない点、また、転写量が変化する遺伝子が予想以上に多く、今後詳細に調べるべき遺伝子をリストアップするまでは絞りきることができなかったため、複合培養時の経時変化を追い、最も短い時間で転写に変化が現れるタイミングを明らかにした。また、2回の転写シーケンスから得られた情報を元に、複合培養特異的に発現する遺伝子候補を幾つかピックアップし、遺伝子破壊株を作製し、形質を確認したが、特に顕著な違いが得られなかった。
本年度研究計画（３）複合培養の統合深化による効率的な新奇抗生物質の探索に関しては、Streptomyces cinnamoneusとTsukamurella pulmonisとの複合培養によりArcyriaflavin E, Streptomyces sp. とT. pulmonisとの複合培養によりchojyalactone類, Streptomyces nigrescensとT. pulmonisとの複合培養により5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinoline類を発見し、学術誌にて発表した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、転写シーケンスに供するサンプルの培養時間を24時間から10分程度まで短くし、複合培養の極初期段階で転写量の変化する遺伝子の同定を目指す。そのような遺伝子は複合培養における、初動遺伝子であるため、重要な役割を担っている事が期待できる。培養時間を短くすること、更には再現性のあるRNAの調整法を確立することによって、複合培養特異的に発現する初動遺伝子群の絞り込みを行いたい。
また、複合培養の統合深化による効率的な新奇抗生物質の探索も引き続き行い、効率的に新規化合物が発見できることを示していきたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次世代シーケンサーによる解析が進まなかったため、その後に予定していた転写解析等に用いる予算を繰り越すため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次世代シーケンサーによる転写解析を行い、複合概要と純粋培養との遺伝子発現量の違いを明らかにする。そのための、試薬代等に充当する。また、解析の結果、得られた候補遺伝子に関して、発現解析をここの遺伝子について行う。そのための生化学試薬代等に充当する。
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