エピジェネティック制御を介した微生物二次代謝の活性化による新規天然物の創出

通过表观遗传调控激活微生物次级代谢来创造新的天然产物

基本信息

批准号：
14J06029
负责人：
山本崇史
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、エピジェネティック制御に関わる酵素の低分子阻害剤を微生物培養時に添加することで、微生物のゲノム上に存在する未利用性合成遺伝子を活性化し、多様な新規物質を創出することを目的としている。これまでの研究で、ヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤であるSBHAやニコチンアミドが、多くの糸状菌の二次代謝活性化に有用であることを見出した。また、有効な阻害剤添加条件を用いて昆虫寄生糸状菌や植物内生糸状菌、Chaetomium属菌をスクリーニングし、顕著に二次代謝物の生産が活性化された株から、多様な構造を有する新規二次代謝物の取得に成功した。また、化合物の取得には至らなかったものの、数種のStreptomyces属放線菌をSBHAやDNAメチル化酵素阻害剤添加条件で培養すると、コントロールと比較して、二次代謝プロファイルに変化が生じることを見出した。また、放線菌を培養する際の液体培地の種類を変えると、各種エピジェネティック酵素阻害剤に対する感受性に違いが表れ、ケミカルエピジェネティクスを行う際には、薬剤の種類だけではなく、培地の組成も検討する必要があることが示された。また、糸状菌培養時に、真核生物のリボソームを標的とする抗生物質であるハイグロマイシンを添加することで、二次代謝物の生産性に変化が生じることを見出した。いくつかの糸状菌では、野生株ではほとんど生産されない化合物の蓄積が薬剤添加により顕著に増大しており、エピジェネティック制御を利用した天然物探索に加え、抗生物質添加による糸状菌の二次代謝活性化も展開することで、より多様な新規物質の創出につながることが示された。

这项研究的目的是在微生物培养过程中添加参与表观遗传调控的酶的小分子抑制剂，以激活微生物基因组中存在的未使用的合成基因，并产生多种新物质。先前的研究发现，组蛋白脱乙酰酶抑制剂SBHA和烟酰胺可有效激活许多丝状真菌的次生代谢。此外，我们在添加有效抑制剂的条件下筛选了昆虫寄生真菌、植物内生真菌和毛壳菌，并筛选出次生代谢产物显着激活的菌株。此外，虽然我们无法获得任何化合物，但我们发现，当在添加SBHA和DNA甲基转移酶抑制剂的条件下培养几种链霉菌放线菌时，与对照相比，次级代谢谱发生了变化。。此外，改变用于培养放线菌的液体培养基类型会导致对各种表观遗传酶抑制剂的敏感性差异，这也表明有必要考虑。他们还发现，在丝状真菌培养物中添加潮霉素（一种针对真核核糖体的抗生素）会改变次级代谢产物的生产力。在一些丝状真菌中，通过添加药物可以显着增加野生菌株中难以产生的化合物的积累，研究表明，这项技术的进一步发展将导致更广泛的新物质的产生。