メタゲノミクスによる海綿における天然有機化合物生産機構の解明

利用宏基因组学阐明海绵中天然有机化合物的产生机制

基本信息

批准号：
20H03080
负责人：
末永光
金额：
$ 11.07万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

海洋生物である海綿からは、非常にユニークな構造からなる生理活性物質が単離されているが、その真の生産者は、共生する培養困難な微生物であることが知られている。本研究課題では、海綿に共生する培養困難な微生物が生産する医薬品候補化合物であるマンザミンを標的モデル化合物として、海洋動物に由来する生物活性物質の生産を担う微生物の同定、および生合成機構の解明を行う。海綿と微生物との共生関係を、生物活性化合物を鍵として紐解き、将来的に化合物の安定供給に繋げることを目指す。前年度までに、マンザミンを共通に生産する 2 種の海綿、Haliclona sp.ならびに、A. ingens を沖縄近海で採取し、採取サンプルを冷凍して輸送することなく現地（琉球大学）で処理することにより、共生微生物と分取と高分子・高品質のメタゲノムDNAを取得することに成功している。本年度は、 2 種の海綿より得られた共生微生物メタゲノム DNA を、次世代シーケンサーに供し、シーケンス解析を行った。この際にPacBioを用いたロングリード配列情報と、Novaseqを用いたショートリード配列情報の両方のシーケンス解析を行い、２種のシーケンスデータのハイブリッドアセンブリを行うことを試みた。まず、複数のアセンブリプログラムを試行し、最も結果が良かったプログラムを選択した。次に、本プログラムのアセンブリ条件について最適なパラメーター調整を行った。その結果、複雑なメタゲノム配列中からの高品質のコンティグの取得に成功した。

由非常独特的结构组成的生物活性物质已从海绵是海洋生物的海绵中分离出来，但这些物质的真正生产者已知是在共生上难以培养的微生物。在该研究主题中，我们将使用Manzamine，这是一种由难以培养的微生物产生的药物化合物，这些化合物与海绵共存，作为靶模型化合物，以鉴定负责生产来自海洋动物的生物活性物质的微生物，并阐明生物合成机制。我们的目标是使用具有生物活性化合物作为关键的海绵与微生物之间的共生关系，并在将来导致稳定的化合物供应。到上一年，通常会产生曼氮胺的两个海绵，哈利克洛纳sp。在冲绳附近的水域中收集了A. Ingens，并在当地（Ryukyus大学）处理样品而不冷冻和运输，从而获得了共生微生物，制剂，聚合物，聚合物和高质量的宏基因组DNA。今年，使用下一代序列仪从两个海绵中获得的共生微生物的元基因组DNA进行了测序分析。目前，我们尝试使用pacbio和使用novaseq和两种类型的序列数据的混合组装对长读序列信息进行长读序列信息进行序列分析。首先，尝试了多个装配程序，并选择了最佳结果的程序。接下来，为该程序的组装条件调整了最佳参数。结果，我们成功地从复杂的元基因组序列获得了高质量的重叠群。