이화학 연구소(노요리 료우지 이사장)는 6일, 토양중에 존재해, 항생 물질의 생산 미생물로서 알려진 방선균의 동료가, 골조 짊어지는 증이나 암의 뼈전이를 억제하는 약의 후보로서 주목받고 있는 「리베로 마이신 A」를 생합성 하는 메카니즘을, 세계에서 처음으로 유전자 레벨로 분명히 했다.이것은, 이화학 연구소 기간 연구소 케미컬 생물학 연구 기반 시설의 오사다 히로유키 시설장, 타카하시 지 전임 연구원들에 의한 연구의 성과라고 한다.
토양 1.0 g중에는, 아직껏 분류되어 있지 않은 균도 포함해 약 1억개의 미생물이 존재한다고 말해지고 있어 다양한 유기물의 분해와 물질의 생합성이 영위되고 있다.인류는, 아오카비가 낳는 페니실린을 시작해 이것들 미생물이 낳는 대사 물질중에서, 항생 물질이나 항암제등의 기능을 가진 약의 원인이 되는 것을 찾아내, 이용해 왔다.한편, 미생물을 단 떼어 놓아 시험관내에서 순수하게 배양하면, 유용 물질을 생산하지 않게 되는 현상도 알려져 「미생물이 어떻게 해 약의 종을 재배하는 것인가」를 분명히 하는 것은, 약의 안정 생산에 중요하다 뿐만이 아니고, 보다 효과가 있는 약의 창제에도 응용 가능하다고 한다.
이화학 연구소의 연구팀은, 토마토 엑기스를 방선균에 가세하면, 리베로 마이신 A의 생산량이 상승하는 것을 찾아내, 이 토마토 엑기스에 의해 발현이 상승하는 유전자군을 RT-PCR 해석법으로 탐색하고, 21개의 유전자를 분류하는 것에 성공했다.이것들 유전자로부터 번역되는 효소의 기능을 해석했는데, 생리 활성에 중요한 「스피로 아세탈환」의 생합성에 관련되는 「시드로키시케톤 합성 효소」(RevG)과 그 입체 구조를 제어하는 「스피로 아세탈 합성 효소」(RevJ)이라고 하는 2의 새로운 효소를 발견했다.이번, 리베로마이타 `VA의 생합성 메카니즘을 세계에서 처음으로 유전자 레벨로 해명한 것으로, 미생물이 유용 물질을 만들어 내는 메카니즘을 기초로, 약의 원인이 되는 새로운 생리 활성 물질을 인공적으로 합성할 수 있게 될 가능성이 높아졌다.
이 연구 성과는, 영국의 과학 잡지 「Nature Chemical Biology」의 온라인판에 게재되고 있다.
이화학 연구소, 방선균에 의한 「리베로 마이신 A」생합성 기서를 유전자 레벨로 처음으로 해명
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理研、放線菌による「リベロマイシンA」生合成機序を遺伝子レベルで初めて解明
理化学研究所(野依良治理事長)は6日、土壌中に存在し、抗生物質の生産微生物として知られる放線菌の仲間が、骨粗しょう症やがんの骨転移を抑える薬の候補として注目されている「リベロマイシンA」を生合成するメカニズムを、世界で初めて遺伝子レベルで明らかにした。これは、理研基幹研究所ケミカルバイオロジー研究基盤施設の長田裕之施設長、高橋俊二専任研究員らによる研究の成果だという。
土壌1.0g中には、いまだに同定されていない菌も含めて約1億個の微生物が存在するといわれており、さまざまな有機物の分解と物質の生合成が営まれている。人類は、アオカビが生み出すペニシリンをはじめ、これら微生物が生み出す代謝物質の中から、抗生物質や抗がん剤などの機能を持った薬の種となるものを探し出し、利用してきた。一方、微生物を単離して試験管内で純粋に培養すると、有用物質を生産しなくなる現象も知られ、「微生物がどのようにして薬の種を作るのか」を明らかにすることは、薬の安定生産に重要であるだけでなく、より効果のある薬の創製にも応用可能だという。
理研の研究チームは、トマトエキスを放線菌に加えると、リベロマイシンAの生産量が上昇することを見いだし、このトマトエキスにより発現が上昇する遺伝子群をRT-PCR解析法で探索して、21個の遺伝子を同定することに成功した。これら遺伝子から翻訳される酵素の機能を解析したところ、生理活性に重要な「スピロアセタール環」の生合成に関わる「シドロキシケトン合成酵素」(RevG)と、その立体構造を制御する「スピロアセタール合成酵素」(RevJ)という2つの新たな酵素を発見した。今回、リベロマイシンAの生合成メカニズムを世界で初めて遺伝子レベルで解明したことで、微生物が有用物質を作り出すメカニズムをもとに、薬の種となる新しい生理活性物質を人工的に合成できるようになる可能性が高まった。
この研究成果は、イギリスの科学雑誌『Nature Chemical Biology』のオンライン版に掲載されている。
土壌1.0g中には、いまだに同定されていない菌も含めて約1億個の微生物が存在するといわれており、さまざまな有機物の分解と物質の生合成が営まれている。人類は、アオカビが生み出すペニシリンをはじめ、これら微生物が生み出す代謝物質の中から、抗生物質や抗がん剤などの機能を持った薬の種となるものを探し出し、利用してきた。一方、微生物を単離して試験管内で純粋に培養すると、有用物質を生産しなくなる現象も知られ、「微生物がどのようにして薬の種を作るのか」を明らかにすることは、薬の安定生産に重要であるだけでなく、より効果のある薬の創製にも応用可能だという。
理研の研究チームは、トマトエキスを放線菌に加えると、リベロマイシンAの生産量が上昇することを見いだし、このトマトエキスにより発現が上昇する遺伝子群をRT-PCR解析法で探索して、21個の遺伝子を同定することに成功した。これら遺伝子から翻訳される酵素の機能を解析したところ、生理活性に重要な「スピロアセタール環」の生合成に関わる「シドロキシケトン合成酵素」(RevG)と、その立体構造を制御する「スピロアセタール合成酵素」(RevJ)という2つの新たな酵素を発見した。今回、リベロマイシンAの生合成メカニズムを世界で初めて遺伝子レベルで解明したことで、微生物が有用物質を作り出すメカニズムをもとに、薬の種となる新しい生理活性物質を人工的に合成できるようになる可能性が高まった。
この研究成果は、イギリスの科学雑誌『Nature Chemical Biology』のオンライン版に掲載されている。
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