放線菌汎用宿主における有用物質生産を目指した高分子DNA導入法の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25450112
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 小松 護 北里大学, 感染制御科学府, 講師 (40414057)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 放線菌 / 二次代謝産物 / 異種発現 / 接合伝達 / 線状プラスミド / 生合成遺伝子

研究実績の概要

平成25-26年度計画において、S. avermitilis大規模欠失体(SUKA)における巨大DNA分子導入法を確立した。S. avermitilisの内在性の線状プラスミドSAP1が保持する接合伝達能に着目し、制限系を有していない同属のS. lividansを供与菌として、SAP1上に導入した100 kb超の巨大な二次代謝産物生合成遺伝子クラスターを接合によりS. avermitilis SUKA株へ導入することに成功した。平成27年度においては、SAP1をベクターとして種々の異種微生物由来の二次代謝産物生合成遺伝子群について実際にSUKA株に導入し、その物質生産性を検討することによって、当該法が有効であることを明らかにした。I型ポリケチド合成酵素遺伝子を含む二次代謝産物生合成遺伝子クラスターをはじめとする種々の巨大遺伝子断片を、当該法を用いてS. avermitilis SUKA株へ導入した後、物質生産性の検討を行った。concanamycinの生合成遺伝子クラスター全長を含む200 kb超の組込み型BACベクターをSAP1ベクター上に組込んだ後、S. lividansを供与菌として、接合によってS. avermitilis SUKA株に効率良く導入するができた。また、約100 kbのnemadectinの生合成遺伝子クラスターを含むBACクローンにおいても同様に導入する事に成功し、約0.15 mg/mLの高い生産性を有していた。さらに100 kbを超える種々の生合成遺伝子群を含むBACクローンにおいても有効であった。これら二次代謝産物の生産性は非薬剤選択圧下でも観察できることから、導入した遺伝子群が宿主細胞内でSAP1ベクター上に安定に保持されていると判断でき、当該法を用いることによって、安定な物質生産が可能であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Chemical diversity of labdane-type bicyclic diterpene biosynthesis in Actinomycetales microorganisms. (2016)
  • 著者名/発表者名: 2.Yamada Y., Komatsu M., Ikeda H.
  • 雑誌名: J. Antibiot (Tokyo) 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1038/ja.2015.147.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel thioviridamide derivative--JBIR-140: heterologous expression of the gene cluster for thioviridamide biosynthesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: 1.Izumikawa M., Kozone I., Hashimoto J., Kagaya N., Takagi M., Koiwai H., Komatsu M., Fujie M., Satoh N., Ikeda H., Shin-ya K.
  • 雑誌名: J. Antibiot (Tokyo) 巻: 68 ページ: 533-536
  • DOI: 10.1038/ja.2015.20.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 放線菌汎用宿主における二次代謝産物生産に適した構成的発現プロモーターの探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小松護、池田治生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-30
• [学会発表] 複数の受容菌存在下で接合伝達の成立に影響を及ぼす因子の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 作田郁子、水口千穂、橋本詢子、小曽根郁子、小松護、新家一男、池田治生、岡田憲典、野尻秀昭
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-30
• [学会発表] 生合成酵素エンジニアリングによるstreptothricinのβ-lysine ologopeptide鎖長制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川崎春香、丸山千登勢、小松護、池田治生、片野肇、濱野吉十
  • 学会等名: 2015年度日本放線菌学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山県富山市)
  • 年月日: 2015-09-07 – 2015-09-08
• [学会発表] Streptothricin生合成におけるラクタム環形成の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 丸山千登勢、泉川美穗、小松護、新家一男、池田治生、濱野吉十
  • 学会等名: 2015年度日本放線菌学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山県富山市)
  • 年月日: 2015-09-07 – 2015-09-08
• [備考] 北里大学北里生命科学研究所・大学院感染制御科学府 微生物制御工学研究室
  • URL: http://www.lisci.kitasato-u.ac.jp/me/
• [備考] 北里大学ホームページ
  • URL: http://www.kitasato-u.ac.jp/index.html