放線菌の産生する新規ポリケチド抗生物質探索法の開発

放线菌产生的新型聚酮化合物抗生素的寻找方法的建立

• 批准号: 19J10382
• 负责人: 新田 克章
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10382/
• 关键词: メタボロミクス; トランスクリプトミクス; マルチオミクス; Streptomyces coelicolor; 環状アデノシン一リン酸; 7-メチルグアニン; アクチノロージン; ゲルミシジン; 放線菌; 修飾塩基

本研究では，TypeⅡのPKSによって合成される抗生物質アクチノロージンの生産量の異なるStreptomyces coelicolor株に対してメタボロミクス(代謝物網羅解析)およびトランスクリプトミクス(遺伝子発現網羅解析)を統合させたマルチオミクス解析を適用した．結果として，アクチノロージン生産量と細胞内外のcAMP(環状アデノシン一リン酸)量との間に相関関係が観測された．本結果の因果関係特定のため，cAMPを培養培地への添加したところ，アクチノロージン生産量ならびに菌体量の向上が観測された．また，他ポリケチド抗生物質の生産量への影響を特定するためcAMPを添加した試料をLC-QTOFMSによるノンターゲットメタボローム解析に供したところTypeⅢのPKSによって合成されるポリケチド抗生物質ゲルミシジンにおいても同様に生産量向上が観測された．本結果より，Streptomyces coeliclor株におけるポリケチド抗生物質生産におけるcAMPの重要性が示された．本メカニズムの解明のため，cAMPを培養培地に添加した際のマルチオミクス解析を行ったところ，cAMPの添加によってプリン塩基合成遺伝子の発現量ならびに細胞内プリン塩基量の向上が観測され，中でもグアニンの重要性が示唆された．そこでグアニンを使用する反応の競合阻害剤である7-メチルグアニンを添加した際のcAMP同時添加の影響を確認することで，7-メチルグアニンによって阻害される反応がcAMPの正の影響の下流に存在していることの証明を目指した．結果として，7-メチルグアニンによって阻害された抗生物質生産がcAMPの添加によって改善されなかったことから，7-メチルグアニンによって阻害されている反応はcAMPの作用機序において鍵を成すことが示された．本研究結果によりStreptomyces coelicolorにおけるポリケチド抗生物質生産を制御するメカニズムが部分的に解明され，今後は本知見を用いた抗生物質生産性の向上ひいては新規抗生物質の探索が期待される．

This study で Type Ⅱ の PKS に よ っ て synthetic さ れ る antibiotic substances ア ク チ ノ ロ ー ジ ン の production の different な る Streptomyces Coelicolor strains に し seaborne て メ タ ボ ロ ミ ク ス (metabolites snare parsing) お よ び ト ラ ン ス ク リ プ ト ミ ク ス (legacy 伝 son 発 parsing) is now a net を integration さ せ た マ ル チ オ ミ ク ス parsing を applicable し た. Results と し て, ア ク チ ノ ロ ー ジ ン production と cells inside and outside の cAMP (annular ア デ ノ シ ン a リ ン acid) quantity と の に phase between masato masato is が 観 measuring さ れ た. This result の causal masato is specific の た め, cAMP を cultivate the petty へ の add し た と こ ろ, ア ク チ ノ ロ ー ジ ン production な ら び に bacteria volume の upward が 観 measuring さ れ た. また He ポ リ ケ チ ド antibiotic substances の production へ の influence を specific す る た め cAMP を add し た sample を LC - QTOFMS に よ る ノ ン タ ー ゲ ッ ト メ タ ボ ロ ー ム parsing に for し た と こ ろ Type Ⅲ の PKS に よ っ て synthetic さ れ る ポ リ ケ チ ド antibiotic substances ゲ ル ミ シ ジ ン に お い て も with others に production up が 観 measurement Youdaoplaceholder0. This result よ り, Streptomyces coeliclor strains に お け る ポ リ ケ チ ド antibiotic production に お け る cAMP の importance が shown さ れ た. This メ カ ニ ズ ム の interpret の た め, cAMP を cultivate the petty に add し た interstate の マ ル チ オ ミ ク ス parsing line を っ た と こ ろ, cAMP の add に よ っ て プ リ ン salt base synthetic heritage 伝 son の 発 now quantity な ら び に intracellular プ リ ン salt base amount の upward が 観 measuring さ れ, in で も グ ア ニ ン の importance が in stopping さ れ た. そ こ で グ ア ニ ン を use す る anti 応 の co-opetition resistance against tonic で あ る 7 - メ チ ル グ ア ニ ン を add し た interstate の cAMP at the same time adding の influence を confirm す る こ と で, 7 - メ チ ル グ ア ニ ン に よ っ て resistance against さ れ る anti 応 が cAMP の is の influence の obscene に exist し て い る こ と の prove を refers し た. Results と し て, 7 - メ チ ル グ ア ニ ン に よ っ て resistance against さ れ た antibiotic production が cAMP の add に よ っ て improve さ れ な か っ た こ と か ら, 7 - メ チ ル グ ア ニ ン に よ っ て resistance against さ れ て い る anti 応 は cAMP の function machine sequence に お い て key を into す こ と が shown さ れ た. This study に よ り Streptomyces coelicolor に お け る ポ リ ケ チ ド antibiotic production を suppression す る メ カ ニ ズ ム が part of に interpret さ れ, future は this knowledge を い た antibiotic material productive の upward ひ い て は explores the new rules of antibiotic substances の が hopes さ れ る.

项目成果

University of Manchester/Manchester Institute of Biotechnology(英国)

曼彻斯特大学/曼彻斯特生物技术研究所（英国）

University of Manchester(英国)

曼彻斯特大学（英国）

Development of LC-MS/MS based acyl-CoAs analysis method and its application to Streptomyces coelicolor

基于LC-MS/MS的酰基CoAs分析方法的建立及其在天蓝色链霉菌中的应用

• 发表时间: 2019
• 作者: Nitta Katsuaki;Carratore Francesco Del;Breitling Rainer;Takano Eriko;Putri Sastia P.;Fukusaki Eiichiro;Katsuaki Nitta
• 通讯作者: Katsuaki Nitta

Multi-Omics Analysis of the Effect of cAMP on Actinorhodin Production in Streptomyces coelicolor.

• DOI: 10.3389/fbioe.2020.595552
• 发表时间: 2020
• 期刊: Frontiers in bioengineering and biotechnology
• 影响因子: 5.7
• 作者: Nitta K;Carratore FD;Breitling R;Takano E;Putri SP;Fukusaki E
• 通讯作者: Fukusaki E