麹菌異種生産システムを基盤とする休眠型リボソームペプチド二次代謝物の開拓

基于米曲霉异源生产系统开发休眠核糖体肽次级代谢产物

基本信息

批准号：
17J02635
负责人：
森下陽平
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Ribosomally synthesized and post-translationally peptides (RiPPs) はリボゾームにより生合成されたペプチド鎖が直接修飾酵素により環化や切り出し等を受けることで生産されるペプチド系二次代謝物である。本研究では新たな糸状菌RiPPsを取得し、同時にその生合成機構を解明することを目的に、昆虫・植物内生菌を含めた糸状菌のゲノムシーケンス解析とゲノムマイニングに継続的に取り組んでいる。昨年度までに、様々な糸状菌のドラフトゲノム上に見出した複数の推定RiPPs生合成遺伝子クラスターを標的として、麹菌異種発現系を構築し、RiPPsの探索に取り組んだ。しかし、いずれのクラスターの導入株においても培養培地・菌体ともに化合物の検出には至らなかった。これまでの研究結果から、いずれの推定RiPPs生合成遺伝子クラスターにおいても化合物生産が認められなかったことから、糸状菌RiPPsの探索には、麹菌を異種ホストに用いた生産系は適さない可能性が考えられた。そこで本年度は、異なる異種ホストの検討に取り組んだ。糸状菌RiPPsの異種生産に適した宿主を検討するために、これまでに取り組んできた推定RiPPs生合成遺伝子クラスター (Arthrinium sacchari由来のArsクラスター類、Penicillium soppi由来のPsorクラスター、P. griseofulvam由来のPgrクラスター、Cordyceps brongniartii由来Cbrクラスター等) を標的に、Aspergillus nidulansおよびA. kawachiiを異種ホストとした発現系を構築し、その二次代謝物の網羅的な探索に取り組んだ。その結果、異種ホスト内への遺伝子の導入、および遺伝子の発現を確認するに至った。現在、それら遺伝子導入株の詳細な代謝物分析、および新規RiPPsの探索を継続している。

核糖体合成肽和翻译后肽（RiPP）是核糖体生物合成的肽链被修饰酶直接环化或切除时产生的基于肽的次级代谢产物。在本研究中，我们持续致力于丝状真菌（包括昆虫和植物内生菌）的基因组序列分析和基因组挖掘，旨在获得新的丝状真菌RiPP并阐明其生物合成机制。直到去年，我们针对各种丝状真菌基因组草案中发现的多个假定的RiPPs生物合成基因簇构建了曲霉异源表达系统，并致力于寻找RiPPs。然而，在任何簇的任何引入菌株的培养基或细菌细胞中均未检测到化合物。根据之前的研究结果，在任何假定的RiPPs生物合成基因簇中都没有观察到化合物的产生，因此认为使用米曲霉作为异源宿主的生产系统可能不适合寻找丝状真菌RiPPs。因此，今年我们致力于考察不同类型的主机。为了研究丝状真菌RiPPs异源生产的合适宿主，我们一直在研究假定的RiPPs生物合成基因簇（Ars簇来自Arthrinium sacchari，Psor簇来自Penicillium soppi，Pgr来自P. griseofulvam簇，Cbr簇来自P. griseofulvam）。布氏冬虫夏草等）、构巢曲霉和 A.我们以I. kawachii作为异源宿主构建了表达系统，并对其次级代谢产物进行了全面的搜索。结果，我们能够确认该基因导入异源宿主并表达该基因。目前，我们正在继续对这些转基因菌株进行详细的代谢物分析并寻找新的 RiPP。