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

利用分子网络和宏基因组分析阐明新阿帕拉敏酮的起源

基本信息

批准号：
22KJ1579
负责人：
日置裕介
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

许多具有不同结构和生物活性的海洋天然产物据说是由共生或食物链关系的微生物产生的，但它们的许多真正的生产者和生物合成途径仍然未知。在这项研究中，我们旨在利用分子网络分析和宏基因组学（代谢组学技术）来阐明新阿普拉米酮（一种在海洋软体动物海兔中发现的生物活性物质）的起源。联合研究人员对从沿海环境不同的三重县太平洋一侧和伊势湾一侧的两个海域采集的海兔和三种海兔进行了 LC-MS/MS 分析和分子网络分析。。结果，新阿帕米农仅在生活和生长于太平洋的海兔和类动物中被特异性检测到。在之前的一项研究中，在海兔的消化腺中发现了一些类虫，这表明新阿普拉米酮是通过食物链从类虫转移到海兔的。此外，即使是同一物种，海兔和Sozoids中新阿帕米酮的存在与否也根据采集海域的不同而有所不同，并且据说它们不具有参与生产和储存的细胞器。在 Sozos 中也检测到了含卤素的新阿普拉米酮，这有力地支持了其生产者不是 Sozos，而是与 Sozos 粘附并共生的微生物的可能性。接下来，我们选择性地提取了附着在 sozoids 上的微生物基因组，并尝试通过 PCR 检测卤化酶基因，该基因预计参与新阿普拉米酮的生物合成。使用针对微生物来源的卤化酶基因的简并引物作为引物。结果，仅在检测到新阿帕明酮物种的海域的类动物宏基因组中观察到卤化酶基因的扩增，这表明本次检测到的卤化酶基因是新阿帕明酮生物合成基因的候选基因。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

MS-based Targeted Isolation of New Aplaminone Derivatives from Aplysia kurodai and Elucidation of Their Accumulation from Local Red Algae

基于质谱从黑海兔中靶向分离新阿普拉米酮衍生物并阐明其在当地红藻中的积累

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hioki Yusuke;Sato Tatsuya;Iwao Toyoki;Ikuma Junya;Kawamura Atsushi;Ohyoshi Takayuki;Tsunematsu Yuta;Kita Masaki;嶺颯太，山本直弥，川瀬晃道，村手宏輔;Hioki Yusuke，Sato Tatsuya，Iwao Toyoki，Kawamura Atsushi，Tsunematsu Yuta，Kita Masaki
通讯作者：
Hioki Yusuke，Sato Tatsuya，Iwao Toyoki，Kawamura Atsushi，Tsunematsu Yuta，Kita Masaki

Discovery of New Cytotoxic Aplaminone Derivatives from the Sea Hare Aplysia kurodai and Elucidation of Their Accumulation from Local Sea Algae through the Food Chain