放線菌シグナル分子制御系の統合的解明および休眠二次代謝活性化への展開

放线菌信号分子控制系统的综合阐明及其在激活休眠次生代谢中的应用

基本信息

批准号：
21J14499
负责人：
見崎裕也
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14499/
关键词：
放線菌二次代謝産物二次代謝制御シグナル分子 SARP 活性化因子

项目摘要

放線菌Streptomyes rocheiは35個の二次代謝産物生合成遺伝子クラスターを保有しているが、そのうち大多数の二次代謝産物は未同定である。理由としては、生産収量が低いため検出できていない、培地条件により化合物生産に至っていない、生合成遺伝子の欠損、など様々な理由が想定される。そこで、本研究課題では、制御遺伝子の改変により、転写レベルで生合成遺伝子クラスターを活性化することを試みた。標的遺伝子として、転写抑制を担うシグナル分子レセプターホモログ、活性化を担うSARP型活性化因子に注目し、研究を遂行した。本年度は特に後者の活性因子に注力した。昨年度の研究により、Streptomyces rocheiの染色体上に存在するSARP型活性化因子SRO_3163を過剰発現させることで、親株には見られない新奇代謝産物YM3163-Aの生産が誘導されることを見いだした。SARP型活性化因子SRO_3163遺伝子は二次代謝産物生合成遺伝子クラスターに内包されておらず、グローバルな活性化因子として機能する可能性が示唆された。そこで、コントロール株(空ベクターを保持)と、SRO_3163過剰発現株の転写発現を解析することにより、YM3163-A生合成遺伝子クラスターを特定することを試みた。両菌株のRNAを抽出し、RNA-seq解析を行なった。その結果、複数の生合成遺伝子クラスターにおいて顕著な変化が見られ、単一の生合成遺伝子クラスターに絞り混むことが困難であった。

放线菌Streptomyes rochei拥有35个次生代谢物生物合成基因簇，但大多数次生代谢物尚未鉴定。造成这种情况的可能原因有多种，包括由于产量低而无法检测、由于培养基条件而无法生产化合物以及缺乏生物合成基因。因此，在这个研究项目中，我们试图通过修饰调控基因在转录水平激活生物合成基因簇。作为靶基因，我们重点关注信号分子受体同源物（负责转录抑制）和 SARP 型激活剂（负责激活）。今年，我们特别关注后者的活跃因素。去年的研究表明，过度表达罗氏链霉菌染色体上的 SARP 型激活剂 SRO_3163 会诱导产生一种新的代谢物 YM3163-A，这种代谢物在亲本菌株中未发现。 SARP型激活剂SRO_3163基因不包含在次级代谢物生物合成基因簇中，表明它可能作为全局激活剂发挥作用。因此，我们试图通过分析对照菌株（携带空载体）和过表达SRO_3163的菌株的转录表达来鉴定YM3163-A生物合成基因簇。提取两个菌株的RNA并进行RNA-seq分析。结果，在多个生物合成基因簇中观察到显着变化，使得很难将结果缩小到单个生物合成基因簇。