放線菌リボゾーム蛋白質への変異導入による潜在能力の顕在化

※アーカイブの成果情報は、発表されてから年数が経っており、情報が古くなっております。
同一分野の研究については、なるべく新しい情報を検索ください。

要約

ストレプトマイシンに比較して、ジェンタミシン耐性変異放線菌株からは、効率的に抗生物質高生産変異株を取得できる。また、リボゾーム蛋白質S12をコードするrpsL遺伝子への適切な変異導入によっても抗生物質生産性は顕著に向上する。

  • 担当:食品総合研究所・生物機能開発部・微生物機能工学研究室
  • 代表連絡先:0298-38-8125
  • 部会名:食品
  • 専門:バイテク
  • 対象:微生物
  • 分類:研究

背景

当研究室では、放線菌Streptomyces lividansへのストレプトマイシン耐性付与により、リボゾーム蛋白質S12に変異が起き、その結果、抗生物質生産性が著しく向上することを発見した。また、このようなリボゾームにおける変異が潜在能力を顕在化させる現象は、微生物や生産物質の種類を問わず普遍的であるとの知見を集積してきた。従って、リボゾームへの効率的な変異導入法は、微生物を用いた物質生産性の分野に広く応用が期待される。そこで本研究では、より強力に生産性を増大させるため、各種抗生物質による効率的な耐性変異株取得法及びリボゾームにおける効率的な変異導入部位の検討を目的としている。

成果の内容・特徴

  • Streptomyces lividansに7種の抗生物質を試験した結果、ジェンタミシンに対する耐性変異株からは、ストレプトマイシンを用いるよりもさらに効率よく抗生物質高生産変異株を取得できた(表1)。
  • Streptomyces lividansのリボゾーム蛋白質S12をコードするrpsL遺伝子に、部位特異的変異導入を行った結果、これまでに得られたストレプトマイシン変異(lys-88がGlu)より、さらに強く抗生物質生産を誘導する変異を見いだした。
  • その結果はLeu-90、Arg-94及びLys-43をそれぞれLys、Gly、Argに置換したものである。特にLeu-90とArg-94の部位における変異は、より顕著な抗生物質生産性を示す(図1)。

成果の活用面・留意点

二次代謝生産性に関連するリボゾーム蛋白質としてのS12の重要性が改めて確認されたが、上記以外の変異部位を広範囲に検索することにより、生産性をさらに向上できる可能性がある。また、上記の手法は、他の微生物や抗生物質以外の物質生産にも応用が期待される。

具体的データ

表1 S.lividans66株の抗生物質生産性を向上させる耐性変異の比較

その他

  • 研究課題名:「リボゾーム工学」の構築と生物の潜在能力開発(リボゾーム工学)
  • 予算区分:科振調・開放融合
  • 研究期間:平成12年度(平成10～14年)
  • 研究担当者:越智幸三
  • 発表論文等:Okamoto-Hosoya, Y., Sato, T. and Ochi, K.: Resistance to paromomycin is conferred by certain mutation in rpsL gene, accompanied by enhanced antibiotic production in Streptomyces coelicolor A3(2), J. Antibiotics, 53:1424-1427(2000)