公募研究
植物・微生物は様々な有用テルペノイド化合物を生産し、医薬品、芳香剤、エネルギー資源など多岐に亘る需要がある。立体特異的構造をもつため化学合成が困難であり、量産には生物の生合成系を活用する必要がある。放線菌は、構造多様性を持つ有用二次代謝物を高生産する能力を有するためテルペノイド化合物への応用利用が期待されているが、大腸菌や酵母のような実質的な高生産システムの開発には至っていない。本研究では、メバロン酸経路を直接制御する転写制御因子とプロモーターセットを内在する放線菌 (Streptomyces reveromyceticus)を活用し、遺伝子発現時期が異なる一次・二次代謝生合成遺伝子の全てを同調的に機能させることにより、テルペノイド高生産に特化した生合成プラットフォームを構築すること、さらに、この基盤を活用し機能未知の遺伝子クラスターから生合成される新規二次代謝産物を取得することを目的とした。実施計画にもとづき、全RNA発現解析を行い、様々な発現パターンを示すプロモーターをフラキノシン(FQ)生合成遺伝子クラスターの転写制御因子に連結し、FQ生産を指標（褐色コロニーとなるため生産判断が容易）に二次代謝生合成とのリンクを検証した。その結果、当初の予想に反し、恒常的に高発現しているプロモーターを連結した場合には効率的な代謝リンクを達成できないことが判明した。そこで、二次元電気泳動により、対数増殖期、定常状態で発現しているタンパク質発現を経時的に解析し、その挙動をカタログ化した。さらに、一次・二次代謝リンクに関わる内在プロモーター探索を行い、ボツリオコッセン生産を検討したところ、約0.2g/Lの生産量を達成することに成功した。また、本システムに人工合成DNAを用いて作成したテルペノイド環化酵素を導入することによって、二次代謝物生産に成功した。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2019 2018 その他
すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)
Sci. Rep.
巻: 9 ページ: 5802
10.1038/s41598-019-42268-w
J. Nat. Prod.
巻: 81 ページ: 806-810
10.1021/acs.jnatprod.7b00882
巻: 81 ページ: 2004-2009
10.1021/acs.jnatprod.8b00307
Angew. Chem. Int. Ed.
巻: 57 ページ: 9754-9758
10.1002/anie.201805050
Org. Lett.
巻: 20 ページ: 7234-7238
10.1021/acs.orglett.8b03160
巻: 20 ページ: 7996-7999
10.1021/acs.orglett.8b03570
http://www.csrs.riken.jp/jp/labs/npbu/index.html
