γ-ブチロラクトン型信号物質による放線菌二次代謝制御カスケードの解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380063
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 仁平 卓也 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 教授 (70144441)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木下 浩 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助手 (20294035) ; 中川 浩子(川崎 浩子) 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助手 (30251482) ; 関 達治 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 教授 (50029245)
• Keywords: Streptomyces / ブチロラクトンオートレギュレーター / レセプター / 破壊珠 / virginiamycin生産

Research Abstract

本研究では、放線菌二次代謝制御カスケードの模範例とみなせるγ-ブチロラクトン型信号物質(autoregulator)とそのレセプタータンパク質を介した制御系について、各々タイプが異なるautoregulator支配下にある3種の放線菌[Streptomyces virginiae, Streptomyces lavendulae、および放線菌の遺伝学的基準菌Streptomyces coelicolor A3(2)]などを対象とし、特異的レセプタータンパク質へのautoregulator結合にはじまり、最終的には抗生物質生合成遺伝子クラスターの転写誘導にいたる多段階の情報伝達経路に関して、各段階を司る制御因子の単離、制御機構の確定、情報伝達全経路の把握を経て、3菌株間での制御カスケードの比較・解析に基づき、一般放線菌に適用可能な普遍的二次代謝制御モデルを確立し、二次代謝遺伝子群の人為的活性化法を見いだす事を目的とする。
本年は、Streptomyces virginiaeのレセプター依存制御経路に属する制御因子BarBとBarZについて解析を行った。S.virginiaeのbarB遺伝子について、大腸菌よりの接合伝達により遺伝子破壊プラスミッドを導入し、ゲノム上のbarB遺伝子との間での相同組み換えによりbarB破壊株を作成後、種々の表現形質について解析した結果、BarBは、胞子形成などの形態分化には全く関与しないが、抗生物質virginiamycinの生産誘導の初期過程を制御する因子であることが判明した。同様にBarZについても破壊株作成、表現型解析を行った結果、BarZは、逆にvirginiamycin生産後期の制御に係わる制御因子であることが明白となった。

Research Products

• [Publications] Matsuno K. et al.: "Identification by gene deletion analysis of barB as a negative regulator of the γ-butyrolactpne-autoregulator cascade and controller of an early process of virginiamycin biosynthesis in Streptomyces virginiae"Arch.Microbiol.. 181. 52-59 (2004)
• [Publications] Choi, S-U. et al.: "γ-Butyrolactone autoregulators and receptor proteins in non-Streptomyces actinomycetes producing commercially important secondary metabolites"Arch.Microbiol.. 180. 303-307 (2003)
• [Publications] Choi, S-U. et al.: "Intergeneric conjugal transfer of plasmid DNA from Escherichia coli to Kitasatospora setae, a bafilomycin B(1) producer"Arch.Microbiol.. (In press). (2004)