Elucidation of the origin of neoaplaminones using molecular networking and metagenomic analyses

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多様な構造・生物活性を有する海洋天然物の多くは，共生もしくは食物連鎖の関係にある微生物が生産するとされるが，その真の生産者や生合成経路の多くは未解明である。本研究では，メタボロミクスの手法である分子ネットワーク解析とメタゲノミクスを活用し，海洋軟体動物アメフラシから発見された生物活性物質ネオアプラミノン類の起源の解明を目的としている。共同研究者より送付してもらった，沿岸環境が異なる三重県の太平洋側と伊勢湾側のそれぞれ2つの海域にて採取したアメフラシと3種のソゾ類について，LC-MS/MS分析と分子ネットワーク解析を行った。その結果，ネオアプラミノン類は太平洋側の海域に生息・植生するアメフラシとソゾ類にのみ特異的に検出された。先行研究において，いくつかのソゾ類はアメフラシの消化腺から見つかっていることから，ネオアプラミノン類は食物連鎖を介してソゾ類からアメフラシに移行していることが示唆された。また，アメフラシとソゾ類におけるネオアプラミノン類の有無は，同種であっても採取した海域により異なっていたことに加えて，含ハロゲン化合物の生産・貯蔵に関わる細胞小器官を持たないとされるソゾ類においても含ハロゲン化合物のネオアプラミノン類が検出されたことから，その生産者はソゾ類ではなく，ソゾ類に付着・共生する微生物である可能性が強く支持された。次に，ソゾ類に付着する微生物ゲノムを選択的に抽出し，ネオアプラミノン類の生合成に関わると予想されるハロゲナーゼ遺伝子の検出をPCRにより試みた。プライマーには，微生物由来のハロゲナーゼ遺伝子を標的とする縮重プライマーを用いた。その結果，ネオアプラミノン類が検出された海域のソゾ類メタゲノムにおいてのみハロゲナーゼ遺伝子の増幅が見られたことから，今回検出されたハロゲナーゼ遺伝子はネオアプラミノン類生合成遺伝子の候補であることが示唆された。