鉄キレートペプチド生合成遺伝子の解析

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鉄イオンは、生物の生育にとり必須の成分であるが、土壌環境中に住む微生物にとってもそれは例外ではない。大部分の鉄原子は酸化された状態で存在するため、常に土壌中は鉄欠乏状態である。極微量の鉄イオンを利用するために、多くの生物はシデロフォア-と呼ばれる鉄キレートペプチドを生産する。我々は、植物病原菌を強く抑制し微生物農薬として利用できる菌のスクリーニングをする中で、抗生物質イチュリンと共にバイオサーファクタントであるサーファクチンを同時に生産する新しい枯草菌を見い出した。また、この枯草菌がイト-酸と呼ばれるシドロフォア-(2,3-ジヒドロキシベンゾイルグリシン)を生産しており、この物質の生産も上記遺伝子により制御されていることを見いだした。この遺伝子の物質生産における機能解析を、遺伝子の小型化や生産性の低い類似遺伝子との組換えによりハイブリッド遺伝子の作製を行った。得られた遺伝子を、遺伝子の欠損株である宿主に導入することにより物質生産の比較を行った。その結果、上記リポペプチド性抗生物質やシデロフォア-の生産において、短くなった遺伝子における生産性がいずれの場合も減少したため、遺伝子産物のカルボキシル末端が重要な働きをしていることが示された。また、この遺伝子欠損株の土壌中における定着性を元株と比較したところ、他の拮抗微生物が存在しない滅菌土壌においては、あまり差が認められなかったが、土着の微生物が存在する非滅菌土壌においては、定着率の現象が観察された。従って、リポペプチド性抗生物質やシデロフォア-の生産が、枯草菌が微生物農薬として土壌に定着する際に重要な役割を果たしていることが示唆された。