Establishment of platform for creation of novel bioactive natural products by expression of latent functions of microorganisms

建立通过表达微生物潜在功能来创造新型生物活性天然产物的平台

• 批准号: 22KK0080
• 负责人: 高橋 俊二
• 金额: $ 12.81万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-10-07 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KK0080/
• 关键词: 微生物潜在機能; 天然化合物; 放線菌; 微生物二次代謝産物; 遺伝子資源; 生合成

放線菌は有用化合物の宝庫であり、ゲノム解読から多くの二次代謝生合成遺伝子クラスターの存在が判明し、創薬探索源としての潜在能力が示されてきた。一方、研究室における純粋培養では、ほとんどの生合成遺伝子クラスターが休眠状態であり、その活性化手法の開発は重要命題となっている。そこで、理化学研究所天然物生合成研究ユニットと韓国生命工学研究院（KRIBB）ケミカルバイオロジー研究センターは共同で、希少放線菌の探索、生合成遺伝子覚醒、二次代謝物の生産、生合成遺伝子や酵素機能の解析、新規化合物の生物活性評価を行うことによって、一気通貫した国際共同研究基盤構築を目指す。本年度は、微生物資源を取り扱う研究を開始するにあたり、理化学研究所-KRIBBの共同研究契約を締結した。また、研究過程で中核的役割を担う若手研究者を育成し、中長期的に理化学研究所とKRIBBによる国際共同研究基盤を構築することを目的として、研究代表者および若手分担研究者がKRIBBケミカルバイオロジー研究センターを訪問し、今後遂行する研究課題について議論を深めた。特に、韓国は固有の植物種が多く、土壌共生環境が特有と考えられるため、KRIBBの微生物探索グループと共同でフィールド調査、希少放線菌を標的とした新規天然化合物探索、微生物が遺伝子発現を誘導する多様な仕組みの解明によって、「微生物の潜在能力」を最大限に引き出し、新規天然化合物を導出する先駆的な学術研究基盤を構築する課題について議論した。また、本年度は、比較対象となる放線菌種を選定し、ゲノム配列解析及びRNA発現解析により基礎データ収集した。

Actinomycetes are a treasure trove of useful compounds, including secondary metabolism and synthesis. The existence of the child is revealed, and the potential ability of the original exploration source is revealed. On the one hand, the research laboratory's pure culture and research laboratory's pure culture and research and development, and the research and development of synthetic materials.ーがdormant stateであり、そのactivation techniqueの开発はimportant propositionとなっている.そこで, RIKEN Natural Biosynthesis Research Institute Korea Research Institute of Biotechnology (KRIBB) ケミカルバイオロジー Research センターは Joint で, Exploration and biosynthesis of Actinobacteria rare The production of secondary metabolites, the analysis of the functions of biosynthetic enzymes, the evaluation of biological activities of new compounds, and the construction of an international joint research base for the project. This year, research on microbial resources has begun, and a joint research contract between the Institute of Physical and Chemical Research and KRIBB has been concluded.また、The core of the research process is divided and the researchers are nurtured, and the mid- and long-term RIKEN Institute of Physical and Chemical Research and KRIBB are established and the international joint research base is built and the purpose isして、Research representative およびWakate shared the research responsibility with がKRIBB ケミカルバイオロジセンターをInterviewし、Research projects that will be carried out in the futureについてDiscussionをdeepめた. There are many plant species that are unique to Korea, there are many plant species that are native to Korea, there are many unique plant species that are native to the soil and symbiotic environment, and there are many microorganisms that are unique to KRIBB. Exploration of new natural compounds through joint research on biological exploration, investigation of rare actinomycetes, and exploration of new regulations on microorganisms The material's legacy, the appearance of the child, the induction, the multi-dimensional, official group, the explanation of the matter, and the maximum limit of the "potential ability of microorganisms"き出し、New regulations of natural compounds are introduced and the academic research base is established first and the project is discussed.また、This year's は、Comparison of となるactinomycete species をselected し、ゲノムarray analysis and びRNA発existing analysis によりBasic collection した.

项目成果

Discovery of novel bifunctional drimane sesquiterpene synthases from marine bacteria.

从海洋细菌中发现新型双功能杜梦烷倍半萜合酶。

• 发表时间: 2022
• 作者: Nhu Ngoc Quynh Vo;Yuhta Nomura;Kiyomi Kinugasa;Hiroshi Takagi;Yumi Shiozaki-Sato;and Shunji Takahashi
• 通讯作者: and Shunji Takahashi

Isolation of new lucilactaene derivatives from P450 monooxygenase and aldehyde dehydrogenase knockout Fusarium sp. RK97-94 strains and their biological activities

• DOI: 10.1038/s41429-022-00529-3
• 发表时间: 2022-04-28
• 期刊: JOURNAL OF ANTIBIOTICS
• 影响因子: 3.3
• 作者: Abdelhakim, Islam A.;Motoyama, Takayuki;Osada, Hiroyuki
• 通讯作者: Osada, Hiroyuki

Crystal structures of a 6-dimethylallyltryptophan synthase, IptA: Insights into substrate tolerance and enhancement of prenyltransferase activity

6-二甲基烯丙基色氨酸合酶 IptA 的晶体结构：深入了解底物耐受性和异戊二烯基转移酶活性的增强

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.01.018
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biochem. Biophys. Res. Commun.
• 作者: Hironori Suemune;Doukan Nishimura;Kenjiro Mizutani;Yusuke Sato;Tomoya Hino;Hiroshi Takagi;Yumi Shiozaki-Sato;Shunji Takahashi*;Shingo Nagano*
• 通讯作者: Shingo Nagano*

Biosynthetic study of verticilactam, a polycyclic macrolactam from Streptomyces

链霉菌多环大内酰胺 verticilactam 的生物合成研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Yu ZHENG;Katsuyuki SAKAI;Hiroshi TAKAGI;Yumi SHIOZAKI-SATO;Toshihiko NOGAWA;Shunji TAKAHASHI
• 通讯作者: Shunji TAKAHASHI

Crystal structure analysis of drimenol synthase from marine bacterium.

海洋细菌补身醇合酶的晶体结构分析。

• 发表时间: 2023
• 作者: Keisuke FUJIYAMA;Vo Ngoc Quynh NHU;Shunji TAKAHASHI
• 通讯作者: Shunji TAKAHASHI