共生細菌由来の低分子による宿主形態形成の分子機構

ヒトエグサ類やアオサ類の緑藻細胞を完全無菌条件下で培養すると、シート状の葉状体を形成するはずの細胞は正常な形態変化を起こすことができない。過去の研究から、海藻表面の共生微生物により形態形成が誘導されることが指摘されており、緑藻表面の共生細菌から活性物質が同定された例が報告されている。本研究では共生細菌が生産する有機低分子により宿主細胞に葉状体形成が引き起こされるメカニズムの理解を目指している。１）化学プローブの合成と遺伝子解析に用いるため、既知活性物質の取得を試みた。緑藻細胞に対する葉状体形成活性を指標にして、既知の活性物質を生産する共生細菌の培養液から本化合物の分離精製を行った。本株の培養上清を添加しても葉状体形成活性が見られなかったことから、本株は活性物質を生産しているものの生産量が極めて低いこと、活性試験の実施濃度が本化合物の至適濃度から外れている可能性が考えられた。そこで本年度は、共生細菌の培養条件や培養スケールを各種検討し、各培養条件における培養上清および分離後フラクションについて活性評価を進めた。共生細菌由来のサンプルにより単細胞からカルス状細胞塊へ変化することが複数回観察されているものの、現時点では、共生細菌の上清と各分離フラクションについて誘導活性は確認できていない。２）また、共生細菌株の二次代謝産物の生産能について遺伝子探索を行った。活性物質の生産株からゲノムDNAを取得し、ショットガンシーケンスにて配列解析を実施した。活性物質の生産に関与している遺伝子クラスターは検出されず、本化合物の生産遺伝子はゲノム上でクラスターを形成せずに存在しているものと推察される。

ヒトエグサ類やアオサ類の緑藻細胞を完全無菌条件下で培養すると、シート状の葉状体を形成するはずの細胞は正常な形態変化を起こすことができない。過去の研究から、海藻表面の共生微生物により形態形成が誘導されることが指摘されており、緑藻表面の共生細菌から活性物質が同定された例が報告されている。本研究では共生細菌が生産する有機低分子により宿主細胞に葉状体形成が引き起こされるメカニズムの理解を目指している。１）化学プローブの合成と遺伝子解析に用いるため、既知活性物質の取得を試みた。緑藻細胞に対する葉状体形成活性を指標にして、既知の活性物質を生産する共生細菌の培養液から本化合物の分離精製を行った。本株の培養上清を添加しても葉状体形成活性が見られなかったことから、本株は活性物質を生産しているものの生産量が極めて低いこと、活性試験の実施濃度が本化合物の至適濃度から外れている可能性が考えられた。そこで本年度は、共生細菌の培養条件や培養スケールを各種検討し、各培養条件における培養上清および分離後フラクションについて活性評価を進めた。共生細菌由来のサンプルにより単細胞からカルス状細胞塊へ変化することが複数回観察されているものの、現時点では、共生細菌の上清と各分離フラクションについて誘導活性は確認できていない。２）また、共生細菌株の二次代謝産物の生産能について遺伝子探索を行った。活性物質の生産株からゲノムDNAを取得し、ショットガンシーケンスにて配列解析を実施した。活性物質の生産に関与している遺伝子クラスターは検出されず、本化合物の生産遺伝子はゲノム上でクラスターを形成せずに存在しているものと推察される。