デノボ・再利用経路に着目した時空間特異的な麻痺性貝毒生合成制御メカニズムの解明

阐明麻痹性贝类毒素生物合成的时空特异性控制机制，重点关注从头和再利用途径

• 批准号: 22K05327
• 负责人: 長 由扶子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05327/
• 关键词: 代謝回転; 生合成; サキシトキシン; in vivo標識; 長鎖ノンコーディングRNA; ニゲリシン; 生理活性物質; 麻痺性貝毒; 渦鞭毛藻

１．STX生合成におけるデノボ経路及び再利用経路の時空間特異性の解析：代謝回転研究用に最近開発したin vivo標識法を用いて、Alexandrium catenella（Group I)有毒株の15Nの取り込み挙動を観察した。15Nの取り込みプロファイルの変動からデノボ生合成と再利用生合成それぞれの二項分布成分の生産速度を算出し動的に解析する手法を確立した。２． STX生合成遺伝子をターゲットとするmiRNAの探索：データベース探索したところAlexandrium属の渦鞭毛藻のmiRNAseqデータがすでに登録されていた。有毒無毒で差のあった生合成遺伝子sxtA4の3'非翻訳領域と相同性のある配列を検索したところ複数の配列がヒットした。いずれもmiRNAより長い長鎖ノンコーディングRNAと推測された。それらの配列を基に設計したプライマーを用いてA. catenella（Group I)有毒株のゲノムから重複PCRで増幅産物を得たため、同様な配列の存在が示唆された。３．代謝阻害剤ニゲリシン添加系の変動解析：アミノ酸輸送活性阻害剤であるニゲリシンを添加した系のSxtA及びRbcLII発現量変動解析とin vivo標識データの動的解析により、ニゲリシンはSTX生合成のデノボ、再利用両生合成を抑制し、代謝を亢進させていると考察した。炭酸固定酵素ルビスコは植物の細胞で最も多くの窒素が分配されるタンパク質であり、その発現が上昇すると窒素含有二次代謝物であるSTX類縁体の生合成が低下し、代謝が亢進することが実験的に初めて明らかとなった。またニゲリシンが前駆体アミノ酸だけでなく、一部の生合成中間体の輸送も抑制しているのではないかという仮説を提唱できた。遺伝子工学的な手法が適用できない本生物にとって代謝阻害剤とin vivo標識、免疫染色を組み合わせた解析が有用であることがわかった。

1. STX 生物合成中从头和回收途径的时空特异性分析：我们使用最近开发的用于周转研究的体内标记方法观察了链状亚历山大藻（第一组）有毒菌株中 15N 的摄取行为。我们建立了一种方法，根据 15N 吸收曲线的波动来计算和动态分析从头生物合成和循环生物合成的二项式分布成分的生产率。 2.搜索针对STX生物合成基因的miRNA：当我们搜索数据库时，我们发现亚历山大藻属甲藻的miRNAseq数据已经被注册。我们搜索了与sxtA4（一种具有毒性和无毒性差异的生物合成基因）3'非翻译区同源的序列，并发现了多个序列。两者都被认为是比 miRNA 更长的长链非编码 RNA。使用根据这些序列设计的引物，我们通过重叠PCR从链状链状杆菌（I组）强毒菌株的基因组中获得了扩增产物，表明存在相似的序列。 3.添加氨基酸转运活性抑制剂尼日利亚菌素的系统中的波动分析：添加氨基酸转运活性抑制剂尼日利亚菌素的系统中SxtA和RbcLII表达波动分析以及体内动态分析标签数据显示尼日利亚菌素是STX生物合成的从头再生剂，被认为抑制生物利用的生物合成并增强代谢。碳酸固定酶Rubisco是植物细胞中分配最多氮的蛋白质，当其表达增加时，含氮次生代谢物STX类似物的生物合成减少，代谢增加。实验性地。我们还提出了这样的假设：尼日利亚菌素不仅抑制前体氨基酸的转运，而且还抑制一些生物合成中间体的转运。发现使用代谢抑制剂、体内标记和免疫染色相结合的分析对于这种无法应用基因工程方法的生物体是有用的。

项目成果

サキシトキシンの推定生合成中間体の合成と有毒藍藻および渦鞭毛藻における同定

有毒蓝藻和甲藻中石房蛤毒素的假定生物合成中间体的合成和鉴定。

• 发表时间: 2023
• 作者: 袴田 真有; 石塚 颯; 安達 栞菜; 大澤 瞳生; 東海林 千容; 長 由扶子; 工藤 雄大; 此木 敬一; 大島 泰克; 長澤 和夫; 山下 まり
• 通讯作者: 山下 まり

アミノ酸輸送体阻害剤が渦鞭毛藻 STX 生合成に 及ぼす影響の動的解析

氨基酸转运蛋白抑制剂对甲藻STX生物合成影响的动态分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 長 由扶子; 土屋 成輝; 大村 卓朗; 此木 敬一; 大島 泰克; 山下 まり
• 通讯作者: 山下 まり

Metabolic inhibitor induces dynamic changes in saxitoxin biosynthesis and metabolism in the dinoflagellate Alexandrium pacificum (Group IV) under in vivo labeling condition

体内标记条件下代谢抑制剂诱导太平洋亚历山大藻（IV组）甲藻毒素生物合成和代谢的动态变化

• DOI: 10.1016/j.hal.2022.102372
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 6.6
• 作者: Cho Yuko;Tsuchiya Shigeki;Omura Takuo;Koike Kazuhiko;Konoki Keiichi;Oshima Yasukatsu;Yotsu
• 通讯作者: Yotsu

電位依存性ナトリウムチャネルに対するサキシトキシン合成誘導体の感受性評価

石房蛤毒素合成衍生物对电压门控钠通道的敏感性评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 小林 巧; 吉尾 柊太郎; 千葉 修; 濡木 絢斗; 髙栁 優夏; 石塚 颯; 工藤 雄大; 長 由扶子; 山下 まり; 長澤 和夫; 此木 敬一
• 通讯作者: 此木 敬一

The quite low cross-reactivity of Kawatsu's anti-tetrodotoxin monoclonal antibody to 5,6,11-trideoxytetrodotoxin, 11-nortetrodotoxin-6(S)-ol, and 11-oxotetrodotoxin, the major tetrodotoxin analogues in pufferfish

Kawatsu 的抗河豚毒素单克隆抗体与河豚中主要河豚毒素类似物 5,6,11-三脱氧河豚毒素、11-去甲河豚毒素-6(S)-ol 和 11-氧化河豚毒素的交叉反应性相当低

• DOI: 10.1016/j.toxicon.2023.107081
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 2.8
• 作者: Yamaki Keita;Sato Kyoka;Kudo Yuta;Cho Yuko;Konoki Keiichi;Takatani Tomohiro;Arakawa Osamu;Kawatsu Kentaro;Yotsu
• 通讯作者: Yotsu