研究課題
セントラルドグマに登場しない役者は古典遺伝学だけで解析するには限界があり、それぞれの分子種に適した解析手法を用意する必要がある。本研究では、こういった分子種のひとつである脂質分子に化学遺伝学を適用し、生体膜微小環境の構造と機能についての理解の深化を目指す。申請者らは海産抗真菌物質theonellamide (TNM) が細胞膜ステロールを認識すること、20員環ポリエンマクロラクタム8-deoxyheronamide Cを含むheronamide類がリン脂質の飽和炭化水素鎖を認識することを見出し、両化合物が分裂酵母の細胞壁異常を誘導することを報告してきた。このとき、共通の膜タンパク質の活性が制御されていることから、当該膜タンパク質の機能がいわゆる脂質ラフトにより制御されている可能性を見出している。昨年度はこれら2つのクラスの化合物の表現型解析に加えて、5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineを生体膜を標的にする新しい抗真菌物質として報告し、真菌からは別に新しい抗真菌化合物を見出すことに成功している。
2: おおむね順調に進展している
本研究は生体膜脂質を特異的に認識することでユニークな表現型を有する天然化合物を見つけ、それを用いて膜脂質の機能解析に挑もうとするものである。一昨年度までにすでに8-deoxyheronamide Cおよび5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineを新規の生体膜標的型天然物として取得し、生体膜脂質を調べるためのツール化合物の取得は極めて順調である。前者はリン脂質の飽和炭化水素鎖を認識することから、ステロールを認識するTNMと合わせて、いわゆる脂質ラフトの機能解析が可能になっており、出芽酵母の遺伝子変異株コレクションを用いた網羅的な感受性スクリーニングも済ませている。形態観察と合わせて、来年度以降のより詳細な機能解析に期待がかかる。一方で、5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineは極めて単純な分子であり、構造活性相関とプローブ作製を開始しており、人工膜との相互作用解析も開始している。さらに真菌より見出した新しい化合物については、構造解析の途中であるが、顕著な抗真菌活性と膜親和性を示すことから、今後の作用機序解析にも期待がかかる。
TNM類、heronamide類、5aTHQ類を用い、それらの作用機序解析を通して膜脂質の機能解析を行う。また、新しい化合物の探索と、構造解析も継続する。以下にH28年度の方針をまとめる。①生体膜に作用する化合物の探索研究を進めるとともに、結合する脂質分子の同定と構造活性相関研究を行い、プローブ分子の作製を試みる。②Heronamide類や5aTHQ類が認識する、細胞膜中の脂質分子を探索し、物理的相互作用を評価するとともにその相互作用の生理的な意味を細胞生物学的に解析する。③生育必須遺伝子を用いたセミ・ゲノムワイドな解析系を用いて、得られた化合物の作用機序を組織的に解析する。化学遺伝学的相互作用が確認された遺伝子群に濃縮されるGO (gene ontology) などのアノテーション情報から化合物の作用する経路や遺伝子を探索する。
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すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件)
Scientific Reports
巻: 6 ページ: 21973
10.1038/srep21973
巻: 5 ページ: 17427
10.1038/srep17427
