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2019 年度 実績報告書

放線菌化学コミュニケーションの解明と休眠天然物覚醒法の開発

公募研究

研究領域化学コミュニケーションのフロンティア
研究課題/領域番号 18H04618
研究機関大阪大学

研究代表者

木谷 茂  大阪大学, 生物工学国際交流センター, 准教授 (10379117)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード放線菌 / 化学コミュニケーション / 二次代謝シグナル
研究実績の概要

放線菌は、多種多様な生理活性物質を二次代謝産物として生産する微生物である。放線菌の二次代謝クラスターの多くは休眠状態にあり、この休眠クラスターを覚醒できれば、生理活性物質の効率的な探索技術となる。本研究では、重要産業微生物である放線菌において、その化学シグナル系の多様性を解明し、休眠天然物を生産覚醒させる有用物質探索技術を確立することを主たる目的とする。
昨年度は、1種の海綿共生放線菌を二次代謝シグナル産生菌と固体培地の非接触状態下にて培養させると、共培養依存的な代謝変動が観察された。この代謝物の産生と二次代謝シグナルとは相関しなかったことから、新たなシグナルトーク系が示唆されていた。そこで、共培養依存的な代謝物の構造を同定するため、共培養させた海綿共生放線菌の固体培養画分を回収し、有機溶媒による抽出と順相オープンカラムクロマトグラフィー、逆相HPLCによる粗精製スキームを確立した。その結果、共培養依存的な代謝物の1つは、分子量300以下の低分子であることが分かった。共培養依存的な代謝物の構造を、固体培地による大量培養を経て決定し、新たなシグナルトーク系を解明する糸口を得る計画である。また、共培養解析に資する各種放線菌の数を増加させた結果、NBRC寄託菌株のStreptomyces属放線菌1種が共培養依存的な代謝変動を示した。この誘導代謝物の構造を解析している段階にあり、誘導刺激物質も含めた化学シグナルトーク系を解明することを計画している。
一方、海綿共生放線菌の1種をStreptomyces lividansと液体培地にて共培養すると、S. lividansの休眠抗生物質生産を覚醒させる現象を見出した。ミコール酸含有細菌と放線菌の共培養時とは異なる挙動を示すことから、新たなシグナルトーク系が示唆されており、この詳細な機構も明らかにする予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of biosynthetic genes for the β-carboline alkaloid kitasetaline and production of the fluorinated derivatives by heterologous expression.2019

    • 著者名/発表者名
      Ueda S, Ikeda H, Namba T, Ikejiri Y, Nihimoto Y, Arai M, Nihira T, and Kitani S.
    • 雑誌名

      J Ind Microbiol Biotechnol.

      巻: 46 ページ: 739-750

    • DOI

      10.1007/s10295-019-02151-z.

    • 査読あり
  • [学会発表] 放線菌由来新規β-カルボリン類の探索2020

    • 著者名/発表者名
      砂田礼菜、山田誠久、上田祥平、高橋瞭、仁平卓也、木谷茂
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] 希少放線菌由来β-カルボリン合成酵素ホモログの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      山田誠久、高橋瞭、廣田万由子、仁平卓也、木谷茂
    • 学会等名
      日本放線菌学会2019年度大会
  • [備考] 大阪大学生物工学国際交流センター・分子微生物学研究室

    • URL

      http://www.nihiralab.sakura.ne.jp/index.html

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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