非培養での海洋性共生微生物の生物資源化と有効利用

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25712024
• 研究種目: 若手研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高田 健太郎 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (90455353)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 海洋天然物 / 共生微生物 / 物質生産

研究概要

海綿動物からは数多くの有機化合物が単離されており、これらの化合物はカイメンに共生する微生物によって生産されると考えられていたが、これまでに直接的な証明はなされていなかった。本年度は、カイメンTheonella swinhoei由来の共生微生物Entotheonella sp.が数多くの海洋天然物を生産することを明らかにするとともに、Entotheonella属のバクテリアが日本近海の複数のカイメン内に存在することを、内在する微生物の16S rRNA遺伝子を調べることで証明した。Entotheonella sp.は卓越した物質生産能を有する新規バクテリアであったが、それぞれの Entotheonella がどのような化合物を生産しているか、その詳細は未だにわかっていないため、次年度以降の研究において明らかにしていく必要がある。
また、その他のカイメンにおいても、物質生産に関与している複数の共生微生物の存在を明らかにしており、化合物の生合成メカニズムを含め、非培養法による共生微生物の有効利用研究を継続して遂行する。

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

海洋天然物を数多く生産し、卓越した物質生産能を有する新規バクテリアが、日本近海の複数のカイメンに広く存在していることを明らかにできたことは非常に意義がある。このバクテリアが他のカイメンにおいてどのような物質生産に関与しているか、またどのように宿主と共生関係を構築しているかなど、ほとんどの現象が未解明であり、研究領域が広げることができた。

今後の研究の推進方策

Entotheonella spが、カイメン内においてどのような物質生産に関与しているか、広範に調査するとともに、それら海洋天然物の有効利用について研究を進める。また、海洋天然物生産に関与する他の共生微生物を同定する技術を確立し、それらの生産化合物および遺伝子情報を活用することで、カイメン共生微生物を新たな生物資源として有効利用する。

次年度の研究費の使用計画

セルソーターをリースで使用しているため、次年度以降も支払をする必要があり、本年度は計画的に経費を執行した。
セルソーターのリース代の支払いとその他実験に必要な試薬購入に使用する。

研究成果

• [雑誌論文] An environmental bacterial taxonwith a large and distinct metabolic repertoire. (2014)
  • 著者名/発表者名: M. C. Wilson, T. Mori, C. Ruckert, A. R. Uria, M. J. Helf, K. Takada, C. Gernert, U. Steffens, N. Heycke, S. Schmitt, C. Rinke, E. J. N. Helfrich, A. O. Brachmann, C. Gurgui, T. Wakimoto, M. Kracht, M. Crusemann, U. Hentschel, I. Abe, S. Matsunaga, J. Kalinowski, H. Takeyama, J. Piel
  • 雑誌名: Nature 巻: 506 ページ: 58-62
  • DOI: 10.1038/nature12959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revised Structure of Cyclolithistide A, a Cyclic Depsipeptide from the Marine Sponge Discodermia japonica (2014)
  • 著者名/発表者名: Tajima H, Wakimoto T, Takada K, Ise Y, Abe I
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 77 ページ: 154-158
  • DOI: 10.1021/np400668k
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Assignment of the Absolute Configuration at the Isolated Methyl Branch in Miyakosyne A, Cytotoxic Linear Acetylene, from the Deep-Sea Marine Sponge Petrosia sp. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitora Y, Takada K, Matsunaga S
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 69 ページ: 11070-11073
  • DOI: 10.1016/j.tet.2013.11.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cycloforskamide, a Cytotoxic Macrocyclic Peptide from the Sea Slug Pleurobranchus forskalii (2013)
  • 著者名/発表者名: Tan K, Wakimoto T, Takada K, Ohtsuki T, Uchiyama N, Goda Y, Abe I
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 76 ページ: 1388-1391
  • DOI: 10.1021/np400404r.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surugamides A-E, cyclic octapeptides with four D-amino acid residues,from a Marine Streptomyces sp.: LC-MS-aided inspection of partial hydrolysates for the distinction of D- and L-amino acid residues in the sequence (2013)
  • 著者名/発表者名: Takada K, Ninomiya A, Naruse M, Yi Sun, Miyazaki M, Nogi Y, Okada S, Matsunaga S
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 78 ページ: 6746-6750
  • DOI: 10.1021/jo400708u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stimulators of adipogenesis from the marine sponge Xestospongia testudinaria. (2013)
  • 著者名/発表者名: Akiyama T, Takada K, Oikawa T, Matsuura N, Ise Y, Okada S, Matsunaga S
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 69 ページ: 6560-6564
  • DOI: 10.1016/j.tet.2013.06.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probable novel MEP pathway inhibitor and its binding protein, IspG. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa K, Takada K, Imamura N
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 巻: 77 ページ: 1449-1454
  • DOI: 10.1271/bbb.130094
  • 査読あり
• [雑誌論文] カイメン由来の多彩な二次代謝産物と共生微生物の関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高田 健太郎、松永茂樹
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 51 ページ: 333-339
• [学会発表] 多彩な海洋天然物と共生微生物の関係
  • 著者名/発表者名: 高田 健太郎
  • 学会等名: 天然物化学研究会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京）
  • 招待講演