Development of bioactive compounds by activation of cryptic genes based on invasive evolution of pathogenic microorganisms

放線菌や真菌は，多くの有用な化合物を提供してきた．しかしながらその遺伝子は２割程度しか働いておらず，新たな新規天然物を生産するであろう生合成遺伝子が眠ったままの休眠遺伝子であることがわかっている．我々は近年，病原放線菌と動物細胞の共培養法を開発し，休眠遺伝子活性化に成功している．この新規手法は，病原微生物が動物に感染する際の状況を再現し，疑似感染状態を模倣したもので，国内外でも初めての例であり独創的で新規性が高い．本研究では，本共培養法を病原真菌にも応用し，新たな共培養特異的化合物を見いだし，その生産機構に迫ることを目的とする．千葉大学真菌医学研究センターが保有する臨床検体から分離された病原真菌と免疫細胞（マウスマクロファージ様細胞）を様々な条件下共培養を行った．細胞のみの培養，菌のみの培養および，共培養の際の化合物生産をHPLCで比較し，共培養特異的化合物を見いだした．本年度は，病原真菌以外にも，麹菌や耐熱真菌，また腸内細菌の一つである乳酸菌も検討し，それぞれ共培養時特異的化合物や，共培養時に産生が増強される化合物を見いだした．病原真菌 Aspergillus terreusと急性単球性白血病細胞の共培養では，共培養時に生産が増強される化合物であるブチロラクトン類縁体が得られた．興味深いことにブチロラクトン類縁体は，マクロファージによる一酸化窒素（NO）の産生を抑制した．麹菌 Aspergillus luchensisとマウスマクロファージ様細胞の共培養では，生産が増強される化合物としてイタコン酸誘導体を得た．上流の脂肪酸合成酵素の遺伝子akcDが共培養時に増加していることを見いだした．

放線菌や真菌は，多くの有用な化合物を提供してきた．しかしながらその遺伝子は２割程度しか働いておらず，新たな新規天然物を生産するであろう生合成遺伝子が眠ったままの休眠遺伝子であることがわかっている．我々は近年，病原放線菌と動物細胞の共培養法を開発し，休眠遺伝子活性化に成功している．この新規手法は，病原微生物が動物に感染する際の状況を再現し，疑似感染状態を模倣したもので，国内外でも初めての例であり独創的で新規性が高い．本研究では，本共培養法を病原真菌にも応用し，新たな共培養特異的化合物を見いだし，その生産機構に迫ることを目的とする．千葉大学真菌医学研究センターが保有する臨床検体から分離された病原真菌と免疫細胞（マウスマクロファージ様細胞）を様々な条件下共培養を行った．細胞のみの培養，菌のみの培養および，共培養の際の化合物生産をHPLCで比較し，共培養特異的化合物を見いだした．本年度は，病原真菌以外にも，麹菌や耐熱真菌，また腸内細菌の一つである乳酸菌も検討し，それぞれ共培養時特異的化合物や，共培養時に産生が増強される化合物を見いだした．病原真菌 Aspergillus terreusと急性単球性白血病細胞の共培養では，共培養時に生産が増強される化合物であるブチロラクトン類縁体が得られた．興味深いことにブチロラクトン類縁体は，マクロファージによる一酸化窒素（NO）の産生を抑制した．麹菌 Aspergillus luchensisとマウスマクロファージ様細胞の共培養では，生産が増強される化合物としてイタコン酸誘導体を得た．上流の脂肪酸合成酵素の遺伝子akcDが共培養時に増加していることを見いだした．