大規模ゲノム再編成を基盤とする革新的天然物創製法の開発

基于大规模基因组重排的创新天然产物创造方法的开发

• 批准号: 21K19324
• 负责人: 浅井 禎吾
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19324/
• 关键词: 天然物; 糸状菌; 休眠遺伝子; ゲノム再編成; 生合成

ゲノム解読技術の飛躍的な進展は、未利用生合成遺伝子資源というポストゲノム時代の新たな天然物探索資源を我々に提示した。これらは新規天然物の宝庫として期待され、これまで様々な休眠遺伝子の覚醒法や強制発現法が試みられ、未利用生合成遺伝子資源から新しい天然物が発見されてきた。本研究では、研究協力者の太田らが開発した、高度好熱細菌由来の制限酵素であるTaqIを用いる大規模ゲノム再編成技術「TAQingシステム」を糸状菌に応用し、これまでにない革新的な未利用生合成遺伝子由来新規天然物の創製法を開発することを目的とする。まず、モデル糸状菌の一種である、Aspergillus nidulansを用いて検討を行った。A. nidulansで利用可能なプロモータamyBプロモーターの下流に制限酵素遺伝子であるtaqIを搭載したベクターを作製し、A. nidulansに導入した。得られた遺伝子導入株について、注意深く観察しながら継代を行っていたところ、野生株とは全く異なる形態の株の出現を見出した。得られた株について、代謝分析を行ったところ、野生株とは異なる二次代謝プロファイルを示した。次に、本現象を確かめるため、二次代謝に関するモデル糸状菌であるA. nigerを用いた検討を行った。A. nigerで利用可能なプロモーターであるamyBおよびenoAを用いてtaqIをA. niger内で発現させる形質転換株を作製し、それぞれ、数十の遺伝子導入株を取得した。それらについても、注意深く観察しながら、継代をおこなったところ、多岐にわたる形質変化株を得ることができた。この中には、野生株ではみられない、薬剤耐性菌に対する抗菌活性化合物の生産が誘導されているものもあった。今回、糸状菌に置いて、初めてTAQingシステムを利用する天然物創製法の可能性を示した。

ゲ ノ ム の 読 technology leap な progress は, not using the biosynthesis of 伝 subresource と い う ポ ス ト ゲ ノ の ム era new た な natural things to explore resources を I 々 に prompt し た. こ れ ら は new rules on natural things の treasure と し て expect さ れ, こ れ ま で others 々 な dormancy heritage 伝 son の 覚 wake や 発 now compulsory method が try み ら れ, unused biosynthesis heritage 伝 subresource か ら new し い natural things が 発 see さ れ て き た. This study で は, study together の too tian ら が open 発 し た limitations, highly hot bacteria origin の enzyme で あ る TaqI を with い る large-scale ゲ ノ ム again into technology "TAQing シ ス テ ム" を si form bacteria に 応 し, こ れ ま で に な い な unused raw synthesis of innovation 伝 son origin rules method of natural objects の を open 発 す る こ と を purpose と す Youdaoplaceholder0. Youdaoplaceholder0, モデ を a type of filamentous fungus である, Aspergillus nidulansを use て検 て検 to make を rows った. A. nidulans で may use な プ ロ モ ー タ amyB プ ロ モ ー タ ー の limitations mean に enzyme heritage 伝 son で あ る taqI を carry し た ベ ク タ ー を as し, a. nidulans に import し た. Son to ら れ た heritage 伝 import strains に つ い て, pay attention to deep く 観 examine し な が ら 継 line generation を っ て い た と こ ろ, wild strains と は く all different な る form の strains appear の を see the し た. Have ら れ た strains に つ い を line っ て, metabolic analysis た と こ ろ, wild strains と は different な る secondary metabolic プ ロ フ ァ イ ル を shown し た. を に, this phenomenon is か め る た め, secondary metabolic に masato す る モ デ ル si form bacteria で あ る a. Niger を with い た 検 line for を っ た. A. Niger で may use な プ ロ モ ー タ ー で あ る amyB お よ び enoA を with い て taqI を a. Niger in で 発 now さ せ る form quality planning in plant し the を cropping, そ れ ぞ れ, dozens of の heritage 伝 child obtain import strains を し た. そ れ ら に つ い て も, pay attention to deep く 観 examine し な が ら, 継 を お こ な っ た と こ ろ, toki に わ た る character - chemical plant を must る こ と が で き た. In こ の に は, wild strains で は み ら れ な い, 薬 tonic resistant bacterium に す seaborne る antibacterial activity compounds induced さ の production が れ て い る も の も あ っ た. This time, the に of the filamitous bacteria is set to て て, and initially めてTAQingシステムを shows the possibility of creating a method using する natural substances を.