A
B
C
D
1990年12月18日 第４種郵便物認可
2014 VOL. 28 NO. 2
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L
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ACTINOMYCETOLOGICA
日本放線菌学会誌 第28巻 1 号
ACTINOMYCETOLOGICA VOL.28 NO.1, 2014
日
本
放
線
菌
学
会
誌
ISSN 0914-5818
2014
VOL. 28 NO. 2
(公開
http://www. actino.jp/
Published by
The Society for Actinomycetes Japan
SAJ NEWS
Vol. 28, No. 2, 2014
Contents
Outline of SAJ: Activities and Membership
Award Lecture
Publication of Award Lecture
The 2014 Annual Meeting of the Society for Actinomycetes Japan (Program)
56 th Regular Colloquim
The 2015 Annual Meeting of the Society for Actinomycetes Japan
Online access to The Journal of Antibiotics for SAJ members
S1
S2
S3
S 11
S 12
S 20
S 21
S 22
Outline of SAJ: Activities and Membership
The Society for Actinomycetes Japan
(SAJ) was established in 1955 and authorized as
a scientific organization by Science Council of
Japan in 1985. The Society for Applied Genetics
of Actinomycetes, which was established in
1972, merged in SAJ in 1990. SAJ aims at
promoting actinomycete researches as well as
social and scientific exchanges between
members domestically and internationally. The
Activities of SAJ have included annual and
regular scientific meetings, workshops and
publications of The Journal of Antibiotics (the
official journal, joint publication with Japan
Antibiotics
Research
Association),
Actinomycetologica (Newsletter) and laboratory
manuals.
Contributions
to
International
Streptomyces Project (ISP) and International
Symposium on Biology of Actinomycetes
(ISBA) have also been SAJ's activities. In
addition, SAJ have occasional special projects
such as the publication of books related to
actinomycetes: “Atlas of Actinomycetes, 1997”,
“Identification Manual of Actinomycetes, 2001”
and “Digital Atlas of Actinomycetes, 2002”
(http://www.actino.jp/DigitalAtlas/).
These
activities have been planned and organized by
the board of directors with association of
executive committees consisting of active
members who belong to academic and
nonacademic organizations.
The SAJ Memberships comprise active
members, student members, supporting
members and honorary members. Currently
(as of Mar. 31, 2012), SAJ has about 413 active
members including student members, 22 oversea
members, 11 honorary members, 5 oversea
honorary members, 1 special member and 12
supporting members. The SAJ members are
allowed to join the scientific and social meetings
or projects (regular and specific) of SAJ on a
membership basis and to browse The Journal of
Antibiotics from a link on the SAJ website and
will receive each issue of Actinomycetologica,
currently published in June and December.
Actinomycete researchers in foreign countries
are welcome to join SAJ. For application of SAJ
membership, please contact the SAJ secretariat
(see below). Annual membership fees are
currently 5,000 yen for active members, 3,000
yen for student members and 20,000 yen or
more for supporting members (mainly
companies), provided that the fees may be
changed without advance announcement. The current members (April 2014 - March
2016) of the Board of Directors are: Hiroyuki
Osada (Chairperson; RIKEN), Haruo Ikeda
(Vice Chairperson; Kitasato Univ.), Tomohiko
Tamura (Secretary General; NITE), Takayuki
Kajiura (Ajinomoto Co., Inc.), Kenji Ueda
(Nihon Univ.), Yojiro Anzai (Toho Univ.), Koji
Ichinose (Musashino Univ.), Jun Ishikawa
(NIID), Takashi Sakai (Eisai Co., Ltd.), Kenji
Arakawa (Hiroshima Univ.), Tohru Dairi
(Hokkaido Univ.), Hiroyasu Onaka (Tokyo
Univ.), Masahiro Sota (Nagase & Co., Ltd.), and
Takuji Kudo (RIKEN).
The members of the Advisory Board are:
Yoko Takahashi, Kunimoto Hotta, Kozo Ochi,
Yuzuru Mikami, and Akira Yokota.
Copyright: The copyright of the articles
published in Actinomycetologica is transferred
from the authors to the publisher, The Society
for Actinomycetes Japan, upon acceptance of the
manuscript.
The SAJ Secretariat
c/o Resource Collection Division (NBRC),
NITE Biological Resource Center,
National Institute of Technology and Evaluation
2-5-8, Kazusakamatari, Kisarazu,
Chiba 292-0818, Japan
Phone: +81-438-20-5763
Fax: +81-438-52-2329
E-mail: [email protected]
S2
Award Lecture
Studies on biodegradation of recalcitrant compounds and bioproduction of
antibiotic compounds by Rhodococci
Wataru Kitagawa
Bioproduction Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST),
2-17-2-1 Tsukisamu-Higashi, Toyohira-ku, Sapporo 062-8517, Japan: Graduate School of Agriculture,
Hokkaido University, Kita-9 Nishi-9, Kita-ku, Sapporo 060-8589, Japan.
INTRODUCTION
pathways have been studied. As shown in Fig. 1, the
two major initial degradation pathways of 4-NP have
been characterized. The degradation pathway in
which 4-NP is converted via 4-nitrocathechol
(4-NCA)
and
hydroxyquinol
(hydroxyquinol
pathway) (Fig. 1, bottom), was preferentially found
in gram-positive bacteria (Jain et al., 1994; Kadiyala
et al., 1998). Although many studies of 4-NP
degradation have been reported, genetic information
related to 4-NP degradation remains limited. In the
case of the hydroxyquinol pathway, one nucleotide
sequence of 4-NP degradation genes (nphA1A2) thus
far reported was from Rhodococcus sp. strain PN1.
The gene products NphA1 and NphA2 are reported to
convert 4-NP to 4-NCA, but the genes involved in
the further degradation of 4-NCA has not isolated
(Takeo et al., 2003). Therefore, more information
about the 4-NP catabolic genes is still needed, and in
particular, information about those genes that act on
the hydroxyquinol pathway is considered to be highly
desirable.
A gram-positive 4-NP degrader, Rhodococcus
opacus SAO101, was originally isolated as a
bacterium able to degrade dibenzo-p-dioxin (Kimura
et al., 2001). This strain also degrades biphenyl,
naphthalene, phenol, benzene, and, dibenzofuran. In
this section, isolation and characterization of a novel
4-NP catabolic gene cluster that acts on the
hydroxyquinol pathway from strain SAO101 will be
summarized.
The genus Rhodococcus is a diverse group of
bacteria commonly found in many environments such
as soil and seawater. They are Gram-positive, high
G+C content, coryneform bacteria belonging to the
order Actinomycetales. Many Rhodococcus strains
display remarkable metabolic versatility, including
their ability to degrade a variety of recalcitrant
xenobiotics especially aromatic compounds such as
dioxins,
polychlorinated
biphenyls
(PCBs),
naphthalene, and nitrophenols. In this respect,
extensive research and considerable progress have
been made. Researches focused on the plant and
mammalian pathogenic characteristics of some
species belonging to this genus have been reported,
and industrial application of nitrile hydratase
identified from this genus has also been investigated.
Recently, a new feature, antibiotic producing ability
has been proposed in the genus. In this lecture, I will
introduce and illustrate my achievements of the two
major attractive characteristics of the Rhodococcus,
biodegradation of recalcitrant compounds and
bioproduction of antibiotic compounds.
1. BIODEGRADATION OF RECALCITRANT
COMPOUNDS
p-Nitrophenol (4-NP) degradation by Rhodococcus
opacus SAO101.
Nitroaromatic compounds have been used in a
number of ways, including in medicines, explosives,
and pesticides (Munnecke 1976; Zylstra et al., 2000).
Wide use of these nitroaromatic compounds and their
subsequent release leads to environmental pollution.
Due to this potential toxicity and persistence in the
environment, rapid removal and detoxification of
these compounds are necessary. p-Nitrophenol
(4-NP) is among such compounds found in many
different environments. Several 4-NP-degrading
bacteria have been isolated, and their degradation
PCR cloning of the hydroxylquinol 1,2dioxygenase gene.
To obtain 4-NP degradation genes, I first
attempted
to
isolate
the
hydroxyquinol
1,2-dioxygenase gene, whose gene product (enzyme)
converts hydroxyquinol to maleylacetate. This gene
is presumed to be involved in the 4-NP degradation
pathway (Fig. 1). Three published hydroxyquinol
dioxygenase gene sequences, i.e., hadC of
Burkholderia pickettii (Hatta et al., 1999), tftH of
S3
strain BA-5-17 (Murakami
et al., 1999) and also
showed 43 to 52% identity
with hydroxyl- quinol
1,2-dioxygenases
from
gram-negative
bacteria,
such as HadC of R.
pickettii DTP0602 (Hatta
et al., 1999) and TcpC of R.
eutropha JMP134 (Louie
et al., 2002). Therefore,
based on these sequence
similarities as well as the
analogy
between
the
2,4,6-TCP
degradation
pathways (Hatta et al.,
Fig. 1. Proposed degradation pathway for 4-NP.
1999; Louie et al., 2002)
and the proposed 4-NP
degradation pathway (Fig.
Burkholderia cepacia AC1100 (Daubaras et al.,
1),
I
postulated
that
the
products of ORF2–4 were
1996), and dxnF of Sphingomonas wittichi RW1
involved
in
4-NP
catabolism
as
4-NP
(Armengaud et al., 1999), were aligned, and a primer
monooxygenase
and
hydroxylquinol
set was designed. With this primer set and the total
1,2-dioxygenase.
DNA of strain SAO101 as a template, PCR was
carried out. A DNA fragment of approximately 620
bp was amplified, and its nucleotide sequence
showed similarity with those of some known
hydroxyquinol 1,2-dioxygenase genes. Therefore, I
used it in further experiments.
Transcription of ORF2, ORF3, and ORF4 in
4-NP-grown cells of strain SAO101.
To determine whether the genes were transcribed
in 4-NP-grown cells of strain SAO101, RT-PCR
analysis was performed with total RNA extracted
from strain SAO101 cells grown on 4-NP. As the
results, transcription of ORF2–4 was observed from
4-NP-grown cells, but not from LB-grown cells.
These results suggested that the identified genes were
involved in the 4-NP catabolic pathway. I then
designated ORF2–4 the nitrophenol catabolic genes
npcB, npcA, and npcC, respectively.
Isolation of 4-NP degradation genes.
To obtain the flanking regions of the PCR-cloned
gene, colony hybridization against E. coli cells
containing a strain SAO101 cosmid gene library was
performed with the PCR-cloned gene probe. A 7.5-kb
nucleotide sequence was determined, and seven open
reading frames (ORFs) and one incomplete ORF
(ORF8) were found in the sequenced region (Fig. 2).
Of these, the ORF2 and ORF3 products showed 32
and 44% identity with PheA2 (phenol 2-hydroxylase
component B [reductase component]) of Geobacillus
thermoglucosidasius A7 (Duffner et al., 2000) and
TcpA (2,4,6-TCP monooxygenase) of Ralstonia
eutropha JMP134 (Louie et al., 2002), respectively.
Moreover, the ORF3 product showed 42% identity
with HadA (2,4,6-TCP monooxygenase) of Ralstonia
pickettii DTP0602 (Takizawa et al., 1995). These two
ORFs (ORF2 and ORF3) appeared to encode a
reductase component and an oxygenase component,
respectively, of a monooxygenase system. ORF4,
which contained the complete sequence of the gene
fragment cloned by PCR, seemed to encode
hydroxyquinol 1,2-dioxygenase. This ORF showed
the
highest
identity
(76%)
with
ORF2
(hydroxyquinol 1,2-dioxygenase) of Arthrobacter sp.
Fig. 2. npc genes isolated from R. opacus SAO101
Crude cell extract enzyme assay of E. coli
harboring npcB, npcA, and npcC.
In order to characterize the function of the npc
gene products, crude cell extract enzyme assays were
performed. The enzyme assay of NpcBA with crude
cell extract was done by measuring the depletion of
the substrate. Neither the crude cell extract of E. coli
S4
harboring npcB nor that of E. coli harboring npcA
transformed 4-NP. Transformation of 4-NP was
achieved only when the reaction was performed with
a mixture of the crude cell extracts of E. coli
harboring npcB and npcA. The results clearly
indicated that both npcB and npcA are indispensable
for 4-NP conversion. A small amount of
hydroxyquinol, which appeared to be an intermediate
of the 4-NP degradation pathway, was identified in
the reaction mixture by GC-MS analysis.
Transformation activity was also observed when
4-NCA and 2,4,6-TCP, as well as 4-NP, were used as
substrates. In this experiment, 4-NP and 4-NCA were
transformed at almost same efficiency, and
hydroxyquinol was also detected when 4-NCA was
used as a substrate. The crude cell extract of E. coli
harboring npcC converted hydroxyquinol, and the
metabolite maleylacetate was identified in the
reaction mixture by GC-MS analysis. From these
results, I concluded that npcB encodes the reductase
component of 4-NP/ 4-NCA monooxygenase, npcA
encodes the oxygenase component of 4-NP/4-NCA
monooxygenase, and npcC encodes hydroxyquinol
1,2-dioxygenase (Fig. 2).
Fig. 3. 4-NP transformation in SAO101 and npc mutant
strains.
medium after the disappearance of the yellow color
of 4-NP and the yellow-orange color of 4-NCA in the
resting-cell assays with strain SDC1. In the
resting-cell assay with strain SDA1, 4-NP gradually
changed into a yellow-orange compound after 2 days
of incubation; further conversion was not observed,
even after longer incubation periods (Fig. 3). The
yellow-orange compound was identified as 4-NCA
by GC-MS analysis. In the resting-cell assay of strain
SDA1, 4-NCA was not transformed. These results
revealed that the npc genes were functionally active
and absolutely essential for 4-NP mineralization in
strain SAO101. Even in the resting-cell assay of the
npcA-disrupted stain SDA1, 4-NP was converted
slowly to 4-NCA. These observations suggest the
existence of another 4-NP degradation gene(s) in
strain SAO101. The unknown gene product might
transform 4-NP to 4-NCA but might not further
Gene inactivation of npcA and npcC in strain
SAO101.
To address the functional significance of npc
genes in strain SAO101, npc gene-disrupted mutants
were constructed and analyzed. An npcC mutant
designated strain SDC1 and an npcA mutant
designated strain SDA1 were isolated, and the
transformation and assimilation of 4-NP, 4-NCA, and
hydroxyquinol were examined. Both mutant strains
SDC1 and SDA1 completely lost the ability to grow
on 4-NP, 4-NCA, and
hydroxyquinol. In the
resting-cell assay with
wild-type
strain
SAO101, the yellow
color
of
4-NP
disappeared within 3 to
8 h, and no intermediate
had accumulated in the
medium. Moreover, the
yellow-orange color of
4-NCA
disappeared
within 3 to 8 h, without
the accumulation of any
intermediate (Fig. 3). In
contrast, the dark-brown
pigment, hydroxyquinol
Fig. 4. RHDOs and RFDOs found in R. jostii RHA1.
was
gradually
accumulated in the
S5
convert 4-NCA. A preliminary study indicated that
strain SAO101 has a Rhodococcus sp. strain
PN1-type 4-NP monooxygenase gene (nphA1). A
PCR experiment to amplify the partial nphA1 was
carried out, and the amplified 528-bp nucleotide
sequence showed 99% identity with nphA1 of strain
PN1. The identified nphA-type gene in strain
SAO101, designated nphASAO, might have contributed
as the second 4-NP degradation gene in strain.
2. BIOPRODUCTION OF ANTIBIOTIC
COMPOUNDS
Aurachin RE biosynthesis genes from R.
erythropolis JCM 6824.
Despite
these
remarkable
studies
on
biodegradation of aromatics have been made,
however, reports describing antibacterial compounds
isolated from Rhodococcus are limited (Kitagawa et
al., 2008b), although a few antimicrobial peptides
such as rhodopeptins and lariatins have been shown
to be produced by this genus (Chiba et al., 1999;
Iwatsuki et al., 2006). I have previously identified 15
different R. erythropolis strains that produce
unidentified compounds that exhibit antibacterial
activity; they have been classified into three groups
(groups I, II, and III) according to their antibacterial
spectra. Group I strains produce aurachin RE (Fig. 5)
(Kitagawa et al., 2008a), exhibited growth inhibition
activity against a broad range of Gram-positive
bacteria. Group II strains exhibited growth inhibition
activity mainly against the genus Rhodococcus and
some other Gram-positive bacteria. Group III strains
exhibited growth inhibition activity particularly
against R. erythropolis. Thus, these results indicate
that many antibiotic-producing rhodococci exist in
the environment and suggest that the genus
Rhodococcus is a good resource of new antibiotics
and their corresponding genes. That was the first
study demonstrating that R. erythropolis strains
exhibit three distinct antibiological activities; and
also the first study demonstrating that there is diverse
antibiotic production in rhodococci. In this section,
isolation and characterization of aurachin RE
biosynthesis genes from R. erythropolis JCM 6824
will be summarized.
CONCLUSION-1
I successfully isolated the 4-NP metabolic genes,
i.e., npcBAC, from a gram-positive bacterium, R.
opacus SAO101. The npc genes are indispensable for
its growth when 4-NP was used as the sole source of
carbon. This is the first study to isolate and
characterize the 4-NP degradation genes that convert
4-NP to maleylacetate via the hydroxyquinol
pathway. I also demonstrated the multiplicity of
degradation genes and pathways for 4-NP in SAO101.
In the other preliminary study, npc transcription was
observed in the presence of dioxins. It indicated that
npc genes were also involved in the degradation
pathway in this strain. The multiplicity and
compatibility of 4-NP catabolism genes (proteins)
seemed important for the effective degradation in the
strain. In the case of Rhodococcus jostii RHA1, a
famous strong PCB degrader, numbers of aromatic
degradation genes were characterized (Kitagawa et
al., 2001; McLeod et al., 2006; Shimizu et al., 2001).
RHA1 degrades and assimilates varieties of
aromatics,
such
as
biphenyl,
benzoate,
isopropylbenzene, naphthalene, anthracene, and
phthalate, etc. In the degradation pathway of these
aromatics, two types of oxygenases are commonly
involved and play important roles. The first one is
ring-hyrdoxylating dioxygenase (RHDO), and second
one is ring-fission dioxygenase (RFDO). The RHDO
introduces two hydroxyl groups into the benzene ring,
forming cis-dihydrodiols or cis-diol carboxylic acids.
The cis-diol compounds are enzymatically or
spontaneously dehydrogenated and converted to
corresponding catechols, and the catechols are
degraded further by RFDO, via ring-fission pathway.
Genome analysis of strain RHA1 revealed that it
contained at least 18 RHDOs, and at least 21 RFDOs
(Fig. 4). Thanks to not strict substrate specificity of
these enzymes, varieties of and high concentration of
aromatics are decomposed by numbers of RHDOs
and
RFDOs.
Diversity,
multiplicity,
and
compatibility of these enzymes make Rhodococcus
strong degrader.
Fig. 5. Structure of aurachin RE and the biosynthetic
intermediate.
Isolation of the aurachin RE biosynthesis genes.
In order to identify the biosynthesis genes of
aurachin RE in Rhodococcus, an antibiotic-deficient
transposon mutant of JCM 6824 was isolated.
Random transposon mutagenesis was carried out
using the suicide transposon vector pTNR (Sallam et
al., 2006). A mutant strain completely lost its activity
against the indicator Arthrobacter strain. To isolate
S6
Gene inactivation of rau
genes in strain JCM
6824.
Of the 11 genes, the
deleted mutants, ORF1,
rauA
(ORF2),
rauG
(ORF8), and ORF11, were
constructed
by
the
markerless gene disruption
method by using the sucB
gene disruption system.
Fig. 6. Biosynthesis gene clusters of aurachins.
The
mutant
strains,
designated as strains M01,
the aurachin biosynthesis genes, nucleotide
M02, M08, and M11, respectively. The antibiotic
sequences flanking the transposable element in the
activity was detected in strains M01, M08 and M11,
mutant strain’s genome were analyzed. Combined
and production of aurachin RE was also confirmed
with nucleotide sequence analysis of the cosmid
by HPLC (at a retention time of 10.6 min, Fig. 7).
DNA library of the wild-type JCM 6824 genome,
These results clearly indicated that these three genes
17,525 bp of the nucleotide sequence containing the
are not essential for the production of aurachin RE.
region was determined. As shown in Fig. 6, the
Although the growth-inhibition zone and aurachin
sequence contained 11 open reading frames (ORFs),
RE production were not detected in M02, a possible
and the transposable element introduced was located
intermediate at the retention time of 9.8 min was
on the 8th ORF in the mutant strain. Some of the
observed by HPLC-DAD analysis (Fig. 7), which
deduced amino acid sequences showed similarity to
showed an ultraviolet- visible absorption spectrum
those of the gene products of polyketide
similar to that of aurachin RE. The accumulated
synthesis-related enzymes (type II, ORFs 4, 5, 6) or
possible intermediate from strain M02 was purified
terpenoid synthesis-related enzymes (ORFs 9 and 10).
and used for the subsequent enzymatic study (see
Since the structure of aurachin RE contains both
below). These results clearly demonstrated that rauAquinoline and sesquiterpene moieties, these genes
encoded cytochrome P-450 was indispensable for the
were expected to be involved in the production of the
biosynthesis of aurachin RE.
antibiotics. The data for these genes showed that the
deduced amino acid sequences of ORFs 3, 5, and 7
rauA gene complementation in the mutant strain.
showed some similarity with the aurachin C
To investigate rauA gene function, a gene
biosynthesis genes (aua) of S. aurantiaca Sga15
complementation test was carried out in the mutant
(Sandmann et al., 2007), ORF3 showed 26% amino
strain. rauA was PCR amplified and ligated to the
acid identity with AuaA prenyl-transferase, ORF5
Rhodococcus-E. coli shuttle vector, pK4 (Hashimoto
showed 39% identity with AuaC beta-ketoacyl ACP
et al., 1992). The resultant plasmid was introduced
synthase, and ORF7 showed 26% and 27% identity
into M02 cells by electroporation. The recombinant
with AuaE anthranilate-CoA-ACP transferase and
gene- complemented strain, C02, restored the growth
AuaEII anthranilate-CoA ligase, respectively. The
inhibition activity against the indicator strain.
other ORFs, that is, 1, 2, and 8, showed similarity
with a TetR-type transcriptional regulator,
Heterologous expression of rau genes.
cytochrome P-450 monooxygenase, and a major
In order to evaluate rau gene function in the
facilitator
superfamily
(MFS)
transporter,
heterologous host, rauA–I genes were ligated into the
respectively. The deduced protein sequence of
thiostrepton- inducible expression vector, pTip-QC2
ORF11 did not show significant similarity with any
(Nakashima et al., 2004), and the resultant plasmid,
protein in the databases. Based on these results, I
pTipRQAI, was introduced into the type strain of R.
inferred these ORFs to be the Rhodococcus aurachin
erythropolis. In the modified strain, antibacterial
RE biosynthesis genes and designated ORF2–ORF10
activity was detected and product accumulation was
as rauA–I, respectively (Fig. 6). The sequence
demonstrated by HPLC analysis at the retention time
similarities described above indicated that rauB, C, D,
of 10.6 min (Fig. 7). These results indicated that
E, F, H, and I are core biosynthesis genes for the
aurachin RE was successfully produced in the
production of aurachin RE.
recombinant strain, probably due to basal level
transcription of rau genes in the vector.
S7
Identification of a biosynthetic intermediate of
aurachin RE.
As described above, accumulation of a possible
intermediate of aurachin RE was observed from
culture media of the rauA mutant (strain M02). The
mutant did not show growth-inhibition activity, and
the deduced amino acid sequence of RauA showed
moderate identity (~34%) with some cytochrome
P-450 monooxygenases in the databases. These
observations indicated that RauA is most likely a
cytochrome P-450 monooxygenase that plays an
important role in the production of mature antibiotics.
Therefore, I hypothesized that the accumulated
intermediate found in M02 was a specific substrate
for the P-450 RauA. The intermediate was isolated
and purified from the culture media of strain M02.
Using with high-resolution mass spectrometry and
extensive NMR, the whole structure was determined
as shown in Fig. 5. The structure of the intermediate
was closely related to that of aurachin RE, with the
sole difference between the two compounds being
observed on the N atom of the quinolone ring.
Aurachin RE had a hydroxyl group on the N atom,
whereas the intermediate did not. The structure of the
intermediate, which lacks one oxygen atom compared
to the structure of aurachin RE, appeared to be a
suitable substrate of the P-450 RauA in the
biosynthetic pathway.
Functional analysis of RauA.
Fig. 8. Transformation of precursor into aurachin RE
by purified P450 RauA.
In order to elucidate the function of RauA, an in
vitro enzyme assay was performed. The RauA
enzyme produced in E. coli was purified and the
enzyme assay was performed. HPLC-DAD analysis
clearly showed that aurachin RE was produced while
the intermediate was significantly consumed (Fig. 8),
suggesting that RauA catalyzes the hydroxylation of
the N atom at the quinolone ring to complete the
biosynthesis of aurachin RE and that the enzyme is
responsible for the conversion of an inactive
precursor to mature antibiotics. The specific activity
for the N-hydroxylation was calculated to be 2.9 ±
0.26 mol/min per mol of RauA.
Crystal structure of RauA.
The crystal structure of RauA was determined in
complex with the aurachin RE intermediate
(substrate) at 2.19 Å resolution (Fig. 9). The RauA
structure was solved by molecular replacement
method using the truncated atomic model of P450
BioI (CYP107H1) (Cryle et al., 2008) as the search
model. The asymmetric unit contains one monomer
of RauA that defines the continuous electron density
map, except for the 10 residues at the N-terminal and
the C-terminal His-tag regions. The atomic model
consists of one polypeptide-chain (residues 11–411),
one heme ligand, one substrate, and 54 water
molecules, and was refined with a crystallographic R
factor and Rfree factor of 21.4% and 26.3%,
respectively. The structure exhibits the typical
P450-fold consisting of 14 α-helices (αA, αB, αBʹ′,
αC – αM) and 8 β-strands (βA–βH) (Fig. 9A).
Structural analysis showed clear electron density for
the bound substrate, which fitted well to the aurachin
RE intermediate model. The aurachin RE
intermediate was accommodated in the highly
hydrophobic active-site pocket created by the
side-chains of Phe73, Phe74, Phe68, Phe88, Leu186,
and Leu399. The farnesyl chain moiety of the
aurachin curled into a U-shape topology, i.e., the
distance between the C12 and C24 located at each
Fig. 7. HPLC detection of aurachin RE and bioassay of
wild-type JCM 6824 and modified strains. Aurachin
RE was detected at the retention time of 10.6 min.
Results of the bioassay was indicated at right.
S8
end of the farnesyl group is approximately 3.3 Å. The
quinolone ring of the aurachin RE intermediate is
located roughly parallel to the porphyrin plane of the
heme via stacking interactions, with a distance of
approximately 3.4 Å. The nearest quinolone atom
from the heme iron is the nitrogen (4.3 Å), which is
consistent with RauA catalyzing the hydroxylation of
the nitrogen atom (Fig. 9B). The N-hydroxylating
P450s are uncommon, and only a couple of
mammalian P450s such as CYP1A2 are known to
catalyze N-hydroxylation of aromatic amines. To
date, several high-energy reaction intermediate
models for amine N-hydroxylation have been
proposed (Ji et al., 2013; Shamovsky et al., 2011). In
contrast to these, RauA hydroxylates the nitrogen
atom in the quinolone ring structure, a reaction that is
geometrically
distinct
from
the
amine
N-hydroxylation. The structure of RauA reported in
this study may serve as an atomic model for further
studies with molecular dynamics simulation and
computational chemistry.
even for secondary metabolite compounds. As I have
reported previously (Kitagawa et al., 2008b), the
genus Rhodococcus has several antibiotic producers.
I plan to use our transposon and expression system
for the isolation of new antibiotics and biosynthesis
genes from this genus. In this study, I identified a
novel functional P-450 monooxygenase. The P-450
catalyzes N-hydroxylation in the quinolone ring
skeleton of the aurachin precursor. To my knowledge,
this is the first study to identify a P-450 enzyme that
introduces a hydroxyl group at the N atom in the
quinolone ring. This is the most important enzyme
for the production of antibiotics because the
introduction of the hydroxyl group finalizes the
production process and also confers antibiotic
properties to the compound. Therefore, this unique
function of P-450 might be useful for the
development of new antibiotic products with
quinolone and/or similar ring compounds as
precursors.
ACKNOWLEDGEMENTS
I am deeply honored to have received the Hamada
Award of SAJ in 2014. I am most grateful to Prof.
Masao Fukuda (Nagaoka University of Technology),
Dr. Tomohiro Tamura, and Dr. Nobutada Kimura
(AIST) for their kind help and instruction. I would
like to express my sincere appreciation to Associate
Prof. Tomohisa Kuzuyama and Assistant professor
Taro Ozaki (The University of Tokyo) for their
support and cooperation on the study. I would like to
acknowledge
the
continuing
support
and
encouragement from Prof. Emeritus Teruhiko Beppu
and Prof. Kenji Ueda (Nihon University). Finally, I
would like to thank all of the SAJ members for all.
Fig. 9. Crystal structure of P450 RauA.
CONCLUSION-2
REFERENCES
To date, two antibiotic peptides (Chiba et al.,
1999; Iwatsuki et al., 2006) and two aurachins
(Kitagawa et al., 2008a; Nachtigall et al., 2010) have
been isolated in the genus Rhodococcus; however,
only a few details of their biosynthesis genes have
been put forth until now. I have cloned an aurachin
RE biosynthesis gene cluster from R. erythropolis
JCM 6824. This is the first example of an
identification of antibiotic producing gene from
genus Rhodococcus, since this group of bacteria has
shown to be a potent antibiotic producer. To my
knowledge, this study is also the first to demonstrate
heterologous antibiotic production in the genus
Rhodococcus. My study confirmed that our
expression vectors are very useful in Rhodococcus
and also demonstrated that Rhodococcus is a good
expression host microorganism for bioproduction,
Armengaud, J., et al. (1999). A functional
4-hydroxysalicylate/hydroxyquinol degradative
pathway gene cluster is linked to the initial
dibenzo-p-dioxin
pathway
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S10
Publication of Award Lecture
The Society for Actinomycetes Japan Hamada Award 2014,
Dr. Wataru Kitagawa
“Studies on biodegradation of recalcitrant compounds and
bioproduction of antibiotic compounds by Rhodococci”
Actimomycetologica (2014) 28 [2], S3-S10.
Bioproduction Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST),
2-17-2-1 Tsukisamu-Higashi, Toyohira-ku, Sapporo 062-8517, Japan: Graduate School of Agriculture,
Hokkaido University, Kita-9 Nishi-9, Kita-ku, Sapporo 060-8589, Japan.
S11
The 2014 Annual Meeting of the Society for Actinomycetes Japan (SAJ2014)
Date
Venue
Jun 19(Thursday) — 20 (Friday), 2014
TSUKUBA CAPIO
Takezono 1-10-1, Tsukuba, Ibaraki 305-0032, Japan
TEL: +81-29-851-2886
Program
Thursday, Jun 19
9:10
Opning・Start accepting
9:45
Opening Remarks
9:50
Oral presentations Session I (O1〜O8)
O-1
Searching for novel bioactive compounds from Streptomyces species by coculturing
(P-48) with mycolic acid containing bacteria Tsukamurella pulmonis.
○Hoshino, S.1, Lihan, Z.1, Awakawa, T.1, Wakimoto, T.1, Onaka, H.2 and Abe, I.2
(1The University of Tokyo, Pharm. 2The University of Tokyo, Agric.)
O-2
Analysis of the mechanism by which lincomycin at subinhibitory concentrations
(P-49) potentiates the production of secondary metabolites in Streptomyces spp.
○Imai, Y.1, Sato, S.2, Tanaka, Y.3, Ochi, K.3 and Hosaka, T.1
(1Interdisc. Grad. Sch. Sci. and Technol. Shinshu Univ., 2Nippon Suisan Kaisha, Ltd.,
Tokyo Innovation Center, 3Fac. Life. Sci. Hiroshima Inst. Technol., 4IBS-ICCER, Shinshu
Univ.)
O-3
Characterization of BR-1 activity on LAL family regulator in reveromycin
(P-50) biosynthesis
○Panthee, S.1, Takahashi, S.1, 2, Matsuoka, S.3, Onuki, T.3, Yoshida, M.3 and Osada, H.1, 2
(1RIKEN CSRS, Chemical Biology, 2Antibiotics Laboratory, RIKEN, 3RIKEN CSRS,
Seed Compounds Exploratory Unit for Drug Discovery Platform)
O-4
Studies on the biosynthesis of the carbamoyl-D-glosamine moiety in streptothricin.
(P-51) ○Maruyama C.1, Motoyama K.1, Izumikawa M.2, Komatsu M.3, Ikeda H.3, Shin-ya K.4 and
Hamano Y.1
(1Fukui Pref. Univ., 2JBIC, 3Kitasato Univ., 4AIST)
O-5
Analysis of the biosynthetic pathway for cremeomycin
(P-52) ○Sugai, Y., Katsuyama, Y. and Ohnishi, Y.
(Grad. Sch. of Agri. and Life Sci., Univ. of Tokyo)
O-6
Identification and characterization of the biosynthetic gene cluster for trichostatin A
(P-53) ○Kudo, K.1, Shin-ya, K.2, Nishiyama, M.1 and Kuzuyama, T.1
(1Biotechnol. Res. Ctr., Univ. Tokyo, 2AIST)
O-7
Functional analysis of peptide ligase orthologs identified in actinobacteria
(P-54) ○Kawata, J.1, Ogasawara, Y.2, Noike, M.2 and Dairi, T.2
(1Grad. Sch. of Chem. Sci. and Eng., Hokkaido Univ., 2Grad. Sch. of Eng., Hokkaido
Univ.)
O-8
Functional analysis of novel Pictet-Spenglerase McbB
(P-55) ○Sahashi, S.1, Mori, T.1, Morita, H.2 and Abe, I.1
S12
11:26
13:00
13:30
13:40
14:00
14:10
16:15
16:30
(1Grad. Sch. Pharm. Sci., The Univ. of Tokyo, 2Inst. Nat. Med. Univ. of Toyama)
Lunch
The SAL Meeting
Break
Awarding Ceremony
SAJ Award Deciphering On-Off network of Streptomyces secondary metabolism and its
application
Dr. Takuya Nihira
(International Center for Biotechnology Osaka University)
SAJ Merit Award Streptomycetes breeding, industrial production control of pravastatin sodium and
contribution to SAJ activities
Dr. Taichi Manome (IWAKI MEISEI UNIVERSITY FACULTY OF PHARMACY)
Hamada Award Studies on biodegradation of recalcitrant compounds and bioproduction of antibiotic
compounds by Rhodococci
Dr. Wataru Kitagawa
(Bioproduction Research Institute, AIST and Grad. Sch. Agri., Hokkaido
University)
Elucidation of the biosynthetic pathway of actinorhodin, a model antibiotic in
actinomycete secondary metabolism
Dr. Takaaki Taguchi
(Research Institute of Pharmaceutical Sciences, Musashino University)
Screening for effective novel antibiotics from actinomycetes and other soil bacteria,
and mode of action studies of the bioactive metabolites
Dr. Hideki Hashizume
(Laboratory of Disease Biology, Institute of Microbial Chemistry (BIKAKEN))
Break
Awardee’s Lectures
SAJ Award
Dr. Takuya Nihira
SAJ Merit Award
Dr. Taichi Manome
Hamada Award
Dr. Wataru Kitagawa, Dr. Takaaki Taguchi, Dr. Hideki Hashizume
Break
Plenary Lectures
The Catabolism of Steroids by Actinobacteria
Dr. Lindsay D. Eltis
(Department of Microbiology and Immunology, The University of British Columbia)
Studies on secondary metabolite biosynthesis mediated by amino-group carrier
protein in Streptomyces
Dr. Makoto Nishiyama
(Biotechnology Research Center, The University of Tokyo)
S13
17:50
18:30
Break
Reception（at Hotel Grand Shinonome）
Friday, Jun 20
9:00
9:20
10:05
10:50
11:00
Opening
Poster Presentations (Odd number)
Poster Presentations (Even number)
Break
Oral presentations Session I (O9〜O14)
O-9
Taxonomic approach based on genome sequencing of the genus Nocardia
(P-56) ○Tamura, T.1, Oji, S.1, Ichikawa, N.1, Hosoyama, A.1, Yamazoe, A.1, Hamada, M.1,
Komaki, H.1, Matsuzawa, T.2, 3, Gonoi, T.2, Suzuki, K.1 and Fujita, N.1
(1NITE, NBRC, 2MMRC, Chiba Univ., 3 Nutritional Sci., Univ. Nagasaki)
O-10 The tap-tpg gene pair from the linear plasmid of Streptomyces rochei 7434AN4 is
(P-57) essential to maintain the linearity of its chromosome
○Nindita, Y.1, Cao, Z.1, Shiwa, Y.2, Yoshikawa, H.2, Arakawa, K.1 and Kinashi, H.1
(1Dept. Mol. Biotechnol., Grad. Sch. AdSM, Hiroshima Univ., and 2Dept. Biosci., Tokyo
Univ. Agric.)
O-11 Analysis of an essential gene for flagella synthesis in Actinoplanes missouriensis
(P-58) ○Kimura, T., Tezuka, T. and Ohnishi, Y.
(Grad. Sch. Agri. & Life Sci. Univ. Tokyo)
O-12 Study of secondary metabolite produced by a rare actinomycete, Actinomadura sp.
(P-59) K13-0306
○Kimura, T.1, Nakashima, T.2, Matsumoto, A.1,3, Shiomi, K.1,3, Takahashi, Y.3 and Ōmura,
S.3
(1Grad. Sch. Infection Control Sci., 2Res. Organi. Infect. Cont. Sci., 3Kitasato Inst. Life Sci.,
Kitasato Univ.)
O-13 Isolation and structural determination of a new hydrophobic peptide venepeptide
(P-60) from Streptomyces venezuelae
○Kodani, S.1, Sato, K.1, Hemmi, H.2 and Ohnish-Kameyama, M.2
(1Graduate school of Agriculture, Shizuoka University, 2National Food Research Institute,
NARO)
O-14 Structure and activity of new rubromycin family produced by marine-derived
(P-61) Streptomyces.
○Harunari, E.1, Igarashi, Y.1 and Imada, C.2
(1Biotechnology Research Center, Toyama Prefectural University, 2Graduate School of
Tokyo University of Marine Science and Technology)
12:12
12:25
12:40
Break
Awarding Ceremony (Excellent Poster Award)
Closing Remarks
S14
Poster Session
P-1
P-2
P-3
P-4
P-5
P-6
P-7
P-8
P-9
P-10
2ndFind: a web-based support tool to find secondary metabolite biosynthetic gene
cluster
○Ishikawa, J. and Hoshino, Y.
(Natl. Inst. Infec. Dis.)
Construction of linear plasmid vector for cloning of giant gene cluster for secondary
metabolite biosynthesis
○Komatsu M.1, Kozone I.2, Hashimoto J.2, Shin-ya K.3 and Ikeda H.1
(1Kitasato Inst. for Life Sciences, Kitasato Univ., 2JBIC, 3AIST)
Construction of constitutive hyper-expression vector for Rhodococcus using a
Rhodococcus promoter
○Matsumoto, M., Hashimoto, Y., Liu, R., Kumano, T. and Kobayashi, M.
(Graduate School of Life and Environmental Sciences, The University of Tsukuba)
Development of constitutive secretory expression systems for Streptomyces.
○Saito, Y., Matsumoto, M., Hashimoto, Y., Kumano, T. and Kobayashi, M.
(Graduate School of Life and Environmental Sciences, The University of Tsukuba)
Taxonomic characteristics of Rhizocola hellebori gen. nov., sp. nov. and the potential
of plant as resource for novel actinomycetes
○Matsumoto, A.1, 2, Kawaguchi, Y.2, Tanaka, K.2, Nakashima, T.3, Iwatsuki, M.1, 2, Ōmura,
S.1 and Takahashi, Y.1
(1Kitasato Inst. Life Sci., 2Grad. Sch. Infect. Cont. Sci., 3Res. Organi. Infect. Cont. Sci.,
Kitasato Univ.)
Taxonomy of Streptomyces exfoliates group based on morphology and multilocus
sequence analysis
○Maeno, M., Yamamura, H., Nakagawa, Y., Osada, Y. and Hayakawa, M.
(Div. Appl. Biol. Sci., Univ. Yamanashi)
Development of acidic-buffered HV agar for acidophilic actinomycetes isolation.
○Kasai, A.1, Yamamura, H.1, Nakagawa, Y.1, Osada, Y.1, Hamada, M.2, Komaki, H.2,
Tamura, T.2 and Hayakawa, M.1
(1Div. Appl. Biol. Sci., Univ. Yamanashi, 2NITE･NBRC)
Detection the genus Actinoallomurus strains from environmental samples
○Také, A.1, Matsumoto, A.1, 2, Kimura, T.1, Ōmura, S.2 and Takahashi, Y.2
(1Grad. Sch. Infection Control Sci.; 2Kitasato Inst. Life Sci., Kitasato Univ.)
Studies on the isolation and diversity of actinobacteria from marine environments in
Indonesia.
○Hamada, M.1, Tamura, T.1, Nurkanto, A.2, Ratnakomala, S.2, Lisdiyanti, P.2 and Suzuki,
K.1
(1Biological Resource Center, NITE (NBRC), 2 Indonesian Institute of Sciences (LIPI))
Characterization of Cellular Mycolic Acids by Using MALDI Spiral-TOFMS with
Ultra High Mass-Resolving Power
○Teramoto, K.1, Sato, T.1, Tamura, T.2, Hamada, M.2and Suzuki, K.2
(1 JEOL Ltd., 2NITE NBRC)
S15
P-11
P-12
P-13
P-14
P-15
P-16
P-17
P-18
P-19
P-20
P-21
Analysis of the mechanism of sporangia dehiscence in Actinoplanes missouriensis
○Yasuda, R.1, Tezuka, T.1 and Ohnishi, Y.1
(1Grad. Sch. of Agri. and Life Sci., The Univ. of Tokyo)
Biocontrol of tomato wilt disease by actinomycetes isolated from vegetables
○Ishigami, K., Matsumura, N. and Tokuyama, S.
(Graduate school of Agriculture, Shizuoka University)
The plant growth promoting effect of a Streptomyces strain estimated using
hydroponic culture of "Mizukakena (Brassica rapa) "
○Hiizumi, M.1, Yamamura, H.1 , Nakagawa, Y.1, Osada, Y.1, Notake, K.2, Hamada, M.3,
Komaki, H.3, Tamura, T.3, Hisamoto, M.4, Muramatsu, N.4 and Hayakawa, M.1
(1Div. Appl. Biol. Sci., Univ. Yamanashi, 2UNITEC Co. ,Ltd., 3NITE･NBRC, 4Dep. Local
Pro. Food Sci., Univ. Yamanashi)
Phytotoxin production by Streptomyces turgidiscabies strains
Okaniwa, N.1, Nagagata, A.1, Valkonen, J. P. T.2, Kawaide, H.1 and ○Natsume, M.1
(1Grad. Sch. Agric., Tokyo Univ. Agric. Technol.,, 2Dept. Agric. Sci., Helsinki)
Discovery of low-level streptomycin resistance mutations in Streptomyces and Bacillus
and its utilization in strain improvement
○Ochi, K.1, Tojo, S.1, Kim, JY.2, Tanaka, Y.1, Inaoka, T.3 and Hiraga, Y.1
(1Hiroshima Inst. Technol., 2RIKEN, 3Natl. Food Res. Inst. )
Development of a novel method, called Grouped-Mixed Culture approach, for
efficiently activating potential of actinomycetes to produce secondary metabolites
○Takano, M.1 and Hosaka, T.2
(1Grad. Sch, Agric. Shinshu Univ., 2IBS-ICCER. Shinshu Univ.)
Dead cells does not induce secondary metabolism in Streptomyces lividans.
○Asamizu, S.1, Ozaki, T.1 and Onaka, H.1
(1Dept. of Agri., Univ. of Tokyo)
Functional analysis of alternative sigma factors in Micromonospora griseorubida
A11725 producing mycinamicin
○Inasaka, S., Anzai, Y., Fukumoto, A. and Kato, F.
(Fac. Pharmaceutical Sci. Toho Univ.)
Gene expression and the expressed activities from the cellulase genes found in the
genome of cellulolytic Streptomyces thermocarboxydus C42.
Tomotsune, K.1, ○Kasuga, K.1, Kobayashi, M.1, Shimura, Y.1, Ishikawa, J.2, Ikeda, H.3
and Kojima, I.1
(1Akita Pref. Univ., 2National Institute of Infectious Diseases, 3Kitasato Inst. Life Sci.,
Kitasato Univ.)
Uptake of Cs+ with K+ channels in Streptomyces lividans TK24
○Horikoshi, A., Anzai, Y., Fukumoto, A. and Kato, F.
(Fac. Pharmaceutical Sci. Toho Univ)
Real-time observation of 2-13C-pyruvate metabolism by actinobacteria using dynamic
nuclear polarization NMR (DNP-NMR)
○Ulanova, D.1, Akakabe, M.2 and Tsuda, M.3
(1Science Research Center, Kochi Univ., 2Kochi Univ., 3Center for Advanced Marine Core
S16
P-22
P-23
P-24
P-25
P-26
P-27
P-28
P-29
P-30
P-31
P-32
Research, Kochi Univ.)
In vitro reconstitution of β-ketoadipate pathway from Rhodococcus jostii RHA1
○Yamanashi, T.1, Kim, SY.1, Hara, H.2 and Funa, N.1
(1University of Shizuoka, Graduate Division of Nutritional and Environmental Sciences,
2
Universiti Teknologi Malaysia, Malaysia-Japan International Institute of Technology,
Department of Environmental Engineering and Green Technology)
Production of p-aminobenzoic acid by Streptomyces lividans expressing pabAB from
Saccharopolyspora erythraea
○Okai, N.1, Sato, Y.2, Ohno, M.1, Takeshima, Y.1, Masuda, T.2, Miyamoto, M.2, Toida.
K.2, Ogino, C.3 and Kondo, A.3
(1Org. Adv. Sci. Tech., Kobe Univ.,2Raw Materials and Polymers Tech. Dep., Teijin 3Dep.
Chem. Sci. Eng., Kobe Univ.,)
Identification of novel bioactive compounds produced by marine actinomycetes
○Kitani, S.1, Ueguchi, T.1, Thamchaipenet, A.2, Igarashi, Y.3 and Nihira, T.1
(1International Center for Biotechnology, Osaka Univ., 2Kasetsart Univ., 3BRC, Toyama
Pref. Univ.)
Investigation of siderophore production in Nocardia cyriacigeorgica
○Hoshino, Y. and Ishikawa, J.
(Natl. Inst. Infec. Dis.)
Lantibiotic-like peptide produced by Actinomadura.flavalba
○Ishimura, S. and Kodani, S.
(Graduate school of Agriculture, Shizuoka University)
Antifungal compound produced by Streptomyces sp.OCTN84
○Suzuki, M.1, Tanaka, Y.2, Ochi, K.2 and Kodani, S.1
(1Graduate school of Agriculture, Shizuoka University, 2Department of Life Science,
Hiroshima Institute of Technology)
Exploration of small non-coding RNA-induced secondary metabolites of Streptomyces
griseus.
○Sato, K., Katsuyama, Y., Tezuka, T. and Ohnishi, Y.
(Grad. Sch. of Agri. and Life Sci., Univ. of Tokyo)
A peptide ligase identified in an actinobacterium has broad substrate specificities.
Noike, M.1, Matsui, T.2, Satoh,Y.1, Morita, H.2 and ○Tohru Dairi1
(1Grad. Sch. of Chem. Sci. and Eng., Hokkaido Univ., 2Inst. of Nat. Med., Univ. of
Toyama)
Analysis of the saprolmycin biosynthetic gene cluster
○Kawasaki, T., Moriyama, A., Watanabe, A., Nakagawa, K.1 and Imamura, N.
(Col. Pharm. Sci, Ritsumeikan Univ., 1Fac Sci & Eng, Ritsumeikan Univ.)
Structural function analyses of indole prenyltransferases TldC and MpnD
○Mori, T.1, Zhang, L.1, Awakawa, T.1, Wakimoto, T.1, Morita, H.2 and Abe, I.1
(1 Grad. Sch. Pharm. Sci., The Univ. of Tokyo 2 Inst. Nat. Med. Univ. of Toyama)
Identification of the mediomycin A biosynthesis gene cluster
○Zhang, L.1, Ito, T.2, Wakimoto, T.1, Awakawa, T.1, Asakawa, Y.2 and Abe, I.1
(1Graduate School of Pharmaceutical Sciences, The University of Tokyo, 2Faculty of
S17
P-33
P-34
P-35
P-36
P-37
P-38
P-39
P-40
P-41
P-42
P-43
Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University)
Heterologous production of an anti-tubercular antibiotic D-cycloserine in cysJ, cysK
and cysM disrupted Escherichia coli strains
○Ozawa, T.1, Kumagai, T.2, Aota, T.2, Matoba, Y.2, Noda, M.2 and Sugiyama, M.2
(1Faculty of Pharm..Sci., 2Grad. Sch. Biomed. & Health Sci., Hiroshima Univ.)
Functional analysis of scat0901, a cyclodipeptide synthase-encoding gene homolog,
found in Streptomyces cattleya JCM4925
○Kanbara, R., Kumagai, T., Matoba, Y., Noda, M. and Sugiyama, M.
(Grad. Sch. Biomed. & Health Sci., Hiroshima Univ.)
The identification of nocardithiocin biosynthetic gene cluster in Nocardia
pseudoblasiliensis
○Sakai, K.1, Komaki, H.2 and Gonoi, T.1
(1MMRC, Chiba Univ., 2NBRC・NITE)
Studies on the biosynthesis of new tetrahydroquinolines identified by co-culture of
Streptomyces sp. HEK616 and Tsukamurella pulmonis.
○Ozaki, T.1, Sugiyama, R.2, Nishimura, S.2, Asamizu, S.1, Kakeya, H.2 and Onaka, H.1
(1Univ. Tokyo, 2Kyoto Univ.)
Mechanistic insight into lactonization catalyzed by a type III polyketide synthase
DpyA
○Tani, M.1, Aizawa, T.1, Kim, SY.1, Takahashi, S.2, Osada, H.2and Funa, N.1
(1University of Shizuoka, Graduate Division of Nutritional and Environmental Sciences,
2
Antibiotics Laboratory, RIKEN)
A new type of polyketide synthase from Saccharopolyspora erythraea
○Amano, Y., Kim, SY. and Funa, N.
(University of Shizuoka, , Graduate Division of Nutritional and Environmental Sciences)
Analysis of RevR involved in the selective production of butylmalonyl-CoA
○Miyazawa, T.1,2, Takahashi, S.1,3, Suzuki, T.4, Doumae, N.2,4 and Osada, H.1,2,3
(1Antibiotics Laboratory, RIKEN, 2Saitama Univ., 3RIKEN CSRS chemical biology,
4
RIKEN Global Research Cluster)
Analysis of tautomycin biosynthetic gene cluster by heterologous expression
○Terai, A.1,2, Takahashi, S.1,3, Hashimoto, J.4, Shin-ya, K.5, Ikeda, H.6, Kawasaki, H.2 and
Osada, H.2,3
(1Antibiotics Laboratory, RIKEN, 2Tokyo Denki Univ., 3RIKEN CSRS, Chemical Biology,
4
JBIC, 5AIST, 6Kitasato Univ.)
In vitro analysis of the biosynthesis of the nonribosomal peptides, JBIR-34 and -35,
containing a 4-methyloxazoline moiety
○Sone, K.1, Katsuyama, Y.1, Shin-ya, K.2 and Ohnishi, Y.1
(1Grad. Sch. of Agri. and Life Sci., Univ. of Tokyo, 2AIST)
Biosynthesis of prenylated indole alkaloids produced by Streptomyces
○Kobayashi, M.1, Ozaki, T.1, Shin-ya, K.2, Nishiyama, M.1 and Kuzuyama, T.1
(1Biotechnol. Res. Ctr.,Univ. Tokyo, 2AIST)
Functional analysis of the antibiotic BD-12 biosynthetic genes
○Niikura, H.1, Maruyama, C.1, Sekizuka, T.2, Kuroda, M.2, Ishikawa, J.2 and Hamano. Y.1
S18
P-44
P-45
P-46
P-47
(1Dept. Biosci. Fukui Pref. Univ, 2NIID)
Analysis of biosynthetic pathway of SRB molecules that induce antibiotic production
in Streptomyces rochei
○Hadae, N., Tsuda, N., Kinasi, H. and Arakawa, K.
(Hiroshima University)
Analysis of gene encoding novel sesquiterpene synthase from Mycobacterium marinum
○Yamada, Y., Komatsu, M. and Ikeda, H.
(Kitasato Institute for Life Sciences, Kitasato Univ.)
Structure elucidation of a shunt product produced by the actVA-ORF4 deficient
mutant of actinorhodin producer, Streptomyces coelicolor A3(2)
○Maruyama, T.1, Sawa,R.2, Igarashi, M.2, Taguchi, T.1, Okamoto, S.3 and Ichinose, K.1
(1Musashino University, 2Institute of Microbial Chemistry, 3National Food Research
Institute)
Elucidation of the minimal gene set for actinorhodin biosynthesis
○Taguchi, T.1 , Maruyama, T.1, Yabe, M.2,3, Yabe, K.2,3, Okamoto, S.2 and Ichinose, K.1
(1Musashino University, 2Natl. Food Res. Inst., 3Dept. Appl. Bio. Sci. Grad. Sch. Technol.,
Tokyo Univ. Sci.)
Posters of Oral Presenters
P-48 Poster of O-1
P-49 Poster of O-2
P-50 Poster of O-3
P-51 Poster of O-4
P-52 Poster of O-5
P-53 Poster of O-6
P-54 Poster of O-7
P-55 P-56 P-57 P-58 P-59 P-60 P-61 S19
Poster of O-8
Poster of O-9
Poster of O-10
Poster of O-11
Poster of O-12
Poster of O-13
Poster of O-14
56 th Regular Colloquim
Date: Nov. 7 (Fri.), 2014
Place: The Kitasato Institute
3. “Chemical/electricity/thermal energy conversion with bacteria and mineral”
Ryuhei NAKAMURA (RIKEN Center for
sustainable resource science)
Program:
1. “New frontier of amino acid analysis:
Development and application of a twodimensional HPLC system for chiral amino
acid metabolomics”
Kenji HAMASE (Graduate School of
Pharmaceutical Sciences, Kyushu University)
4. “Industrial use of polysaccharide
degrading enzymes from Acremonium
cellulolyticus”
Koichiro MURASHIMA (Meiji Seika Pharma
Co., Ltd. Bioscience Labs.)
2. “In memory of the late Prof. Hamao
Umezawa for the centennial anniversary of
his birth”
1. “Learning from his scientific achievements
and philosophy”
Kunimoto
HOTTA
(Functional
Water
Foundation)
2. “Reminiscences of Professor Hamao
Umezawa”
Hiroshi OGAWARA (HO Bio Institute, Meiji
Pharmaceutical University)
S20
The 2015 Annual Meeting of the Society for Actinomycetes Japan
Chair person: Yasuhiro Igarashi (Toyama Prefectural University)
The 2015 annual meeting of SAJ will be held in September 2015 in Toyama, Japan. We look forward
to welcoming you to participate in the meeting and to submit papers. Updated information will be
provided on the SAJ Home Page (http://www.actino.jp/index-e.html) and the 2015 Annual Meeting
Home Page (http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/saj2015).
General Outline
Dates: September 7 (Mon)‐8 (Tue), 2015
Venue: Toyama International Conference Center (http://www.ticc.co.jp/english/index.html)
Address: Oote-machi 1-2, Toyama 930-0084, Japan
TEL: +81-76-424-5931
Registration fee (including abstracts):
SAJ member
9,000 yen (7,000 yen until June 12, 2015)
Student
4,000 yen (3,000 yen until June 12, 2015)
Non-member
10,000 yen (8,000 yen until June 12, 2015)
Abstracts only
2,000 yen
Registration is acceptable through the following e-mail address ([email protected]), effective
from March 1st, 2015.
Reception: September 7 (Mon), 2015 at Toyama Dai-ichi Hotel
SAJ member
9,000 yen (7,000 yen until June 12, 2015)
Student
4,000 yen (3,000 yen until June 12, 2015)
Non-member
9,000 yen (7,000 yen until June 12, 2015)
Soil-sampling training course: September 9 (Wed), 2015 in Tateyama-Murodoh area
Fee 2,000 yen
Scientific program:
An invited lecture, SAJ award lectures, and contributed paper sessions (oral/poster) will be
arranged.
Submission of abstracts:
Abstracts for contributed paper sessions should be submitted via an exclusive e-mail address
([email protected]) as an attachment file prepared by using MS Word. Deadline for
submission of abstracts is June 26, 2015.
For further information contact:
SAJ2015 congress secretariat
c/o Department of Biotechnology
Faculty of Engineering, Toyama Prefectural University
5180 Kurokawa, Imizu, Toyama 939-0398, Japan
Tel: +81-766-56-7500, FAX: +81-766-56-2498
E-mail: [email protected]
S21
Online access to The Journal of Antibiotics for SAJ members
Eligible members of SAJ can access to online issues of The Journal of Antibiotics (JA) by
taking following steps;
1. Open the SAJ official website (URL: http://www.actino.jp/) and click the banner of JA.
2. To register, enter your Membership number (10-digit figures starting with 154), First name,
Last name, and E-mail address to receive a password and click 'Send'. You can find your
Membership number on the envelope from SAJ.
3. Then, you will receive your password from SAJ.
4. Open the SAJ official website (URL: http://www.actino.jp/) and click the banner of JA
again. To access the JA website, enter Membership number and password and click 'Login'.
5. Upon recognition of Membership number and password, SAJ site relays the access to the
journal's website on nature.com
6. In the journal's website on nature.com, contents are freely available. Members can find the
article from current issue table of contents, or archive issues list. Click 'PDF' or 'HTML'
link of each article to read full contents.
Please note;
Unique set of Membership number and password is issued and provided to each eligible
members of SAJ. Members are not allowed to distribute this information to the third person or
third parties.
Depending on the network environment there's a case where access to full contents is not
permitted even though Membership number and password is correct. In such case please
contact us by email for alternative access method. When contacting please provide your
membership number and password, and specify name and version of your Internet browser.
RBA Helpdesk- The Journal of Antibiotics
E-mail : [email protected]
S22
日本放線菌学会誌
会 報
第２８巻２号
—
目 次 —
受賞論文掲載のおしらせ ････････････････････････････････････････････････････ 1
2014 年度功績功労賞受賞論文（馬目 太一 博士）･･････････････････････････････････ 2 2012 年度浜田賞受賞論文（保坂 毅 博士） ･･････････････････････････････････････ 9
寄稿論文（小河原 宏 名誉会員） ･･････････････････････････････････････････････ 15
2014 年度大会プログラム ･････････････････････････････････････････････････････ 16 2014 年度日本放線菌学会感想記 ･･･････････････････････････････････････････････ 24
学会見聞録 The 17th International Symposium on the Biology of Actinomycetes ･･･････････ 27
2015 年度（第 30 回）日本放線菌学会大会のご案内 ･･････････････････････････････ 29
第 56 回日本放線菌学会学術講演会 ･･････････････････････････････････････････････ 31
「Digital Atlas of Actinomycetes Ver.2」公開とその後 ･･････････････････････････････ 37
日本放線菌学会賛助会員 ･････････････････････････････････････････････････････ 38
著作権について･･･････････････････････････････････････････････････････････････ 38
受賞論文掲載のおしらせ
2014 年度功績功労賞受賞 馬目 太一 博士 （いわき明星大学薬学部）
「放線菌の育種、プラバスタチンナトリウムの工業生産管理統括および学会活動への貢献」
Streptomycetes breeding, industrial production control of pravastatin sodium and contribution to SAJ
activities
Taichi MANOME
日本放線菌学会誌 (2014) 28 [2], 2-7.
2014 年度浜田賞受賞 北川 航 博士
（産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門, 北海道大学大学院 農学研究院)
「ロドコッカス属放線菌による難分解性化合物分解と抗生物質生合成に関する研究」
Studies on biodegradation of recalcitrant compounds and bioproduction of antibiotic compounds by
Rhodococci
Wataru KITAGAWA
Actinomycetologica (2014) 28 [2], S3-S10.
2012 年度浜田賞受賞 保坂 毅 博士
（信州大学先鋭領域融合研究群バイオメディカル研究所）
「放線菌の潜在能力発現に関わる薬剤耐性変異の特性解析と抗生物質発掘への応用」
Physiological and molecular characterization of drug resistance mutations that develop the potential of
actinomycetes to produce secondary metabolites and its application to antibiotic discovery
Takeshi HOSAKA
日本放線菌学会誌 (2014) 28 [2], 9-13.
1
2014 年度功績功労賞受賞論文
放線菌の育種、プラバスタチンナトリウムの工業生産管理統括
および学会活動への貢献
馬目 太一
いわき明星大学薬学部
（福島県いわき市中央台飯野 5-5-1）
Streptomycetes breeding, management control of industrial production of
pravastatin sodium and contribution to SAJ activities
Taichi Manome
Faculty of Pharmacy, Iwaki Meisei University
(5-1, 5-chome, Chuodai-Iino, Iwaki-shi, Fukushima 970-8551, Japan)
この度、第 29 回日本放線菌学会大会にお
いて功績功労賞を授与されるという名誉に
浴しました。1971 年に三共株式会社に入社、
醗酵研究所に配属となったのが放線菌との
出会いであり、研究所で 23 年間、工場で 13
年間、一貫して放線菌と付き合ってきたこと
と、その放線菌を介して放線菌研究会、日本
放線菌学会そして放線菌育種談話会に入会
し、多くの先生方と知り合うことが出来、そ
のご指導を受けながら育種談話会や日本放
線菌学会の活動に参加できたことが今回の
受賞に繋がったのではないかと思っており
ます。ありがたいことであります。
acid を生産する S. jumonnjinensis の cephamycin C 生産性向上研究をすることとなった。
種々の変異剤を用いて変異処理した株をラ
ンダムに分離・培養し、その培養液をペーパ
ーディスク法にて、被検菌を含んだ寒天平板
上の阻止円を測定、生産性向上株を探索する
というもので、当時はスタンダードの濃度を
片対数グラフにプロットし、生産力価を測定
するという方法であった（パソコンは影も形
もない時代）。標準曲線の作成と、変異株の
分離培養・測定を続けて、漸く目標の生産性
3,000 µg/ml を示す変異株を得ることができ
た。喜び勇んでその株を培養して cephamycin
C の分離精製をしてみると、何回培養しても
生産性は 1,500 µg/ml 程度であった。結果と
して、cephamycin C は clavulanic acid の存在
下で相乗効果を示し、阻止円を大きくしてい
るということが分かったのである。ちょうど
この頃、液体クロマトグラフィ－が研究室に
設置され、この問題は解決された。当時の液
クロは極めて高価であり、オートサンプラー
もなく、生産性も吸収ピークの大きさから手
計算で行なわなければならないというもの
１．放線菌育種について
私と放線菌との関係については、日本放線
菌学会 25 周年記念誌である「放線菌と生き
る」に載っている通りであるが、本文中にも
多々重複するところが出てくることについ
てはお許し願いたい。
私は、三共入社後しばらくの間、抗生物質
のスクリーニングを担当していたが、研究室
にて分離された cephamycin C と clavulanic
2
で、検討数を増やすため、液クロの空いてい
る時間に、時には午前 1 時頃までひたすらサ
ンプルを打ち続けたのは懐かしい思い出で
ある。この研究は、同じ三共で合成によるメ
トキシ基の効率的導入が可能となったため
中止となったが、私にとっては放線菌の育種
に目を向けるきっかけとなった。
1978 年には会社から予防衛生研究所に派
遣され、岡西昌則先生の下で各種抗生物質生
産放線菌からのプラスミドの分離やプロト
プラストの調整法などを学ばせていただい
た。放線菌におけるプラスミドの機能につい
て、岡西先生や、当時、先生の下に派遣され
ていた同僚と熱い議論を交わしたのは懐か
しい思い出である。その後、予防衛生研究所
から会社に戻り、β－ラクタム系抗生物質生
産放線菌の遺伝子操作による育種の可能性
を求めて、当時、三共醗酵研究所に保存され
ていたβ－ラクタム系抗生物質生産放線菌
72 株についてプラスミドの分離を試みた。
得られたプラスミド保有株の殆どは
epithienamycin B の生産株で、分離されたプ
ラスミドの大きさはさまざまであった。
epithienamycin B の生産株以外でプラスミド
保有が唯一確認されたのが S. jumonjinensis
であった。この株は大きさのほとんど同じプ
ラスミド pSJ1 と pSJ2 を保持していたが、三
共独自の放線菌であるため、1981 年に S.
jumonjinensis の宿主・ベクター系の構築を開
始した。最初は本株のアクリフラビン処理、
次いでプロトプラスト再生によって、pSJ1
お よ び pSJ2 の 両 プ ラ ス ミ ド の 消 失 株 S.
jumonjinensis［16］－8 株を得ることができ
た。この株は寒天培地上で気中菌糸を形成せ
ず、cephamycin C の生産性も親株の 1/10 と
いうものであり、これらの面でのプラスミド
の関与が考えられるものであった。一方、ベ
クタープラスミドの構築を pSJ1 あるいは
pSJ2 をもとに試みたが思うように進展せず
難渋していたところ、幸いにもワシントン大
学のカッツ博士からプラスミド pIJ702 の供
与を受けることが出来たので、この pIJ702
を用いた［16］－8 株プロトプラスト形質転
換条件検討を始めた。しかし、得られる形質
転換株はすべてにおいてチオストレプトン
耐性を発現するものの、もう一つの特徴であ
るメラニンの産生をまったく示さなかった。
これらの形質転換株から pIJ702 を再分離し、
いくつかの制限酵素処理によって生ずる
DNA 断片をアガロースゲル電気泳動によっ
て調べたものの pIJ702 のチロシナーゼ遺伝
子（tsr gene）断片に欠失が起きているとい
うことはなく、この遺伝子が［16］－8 株に
おいて発現されない理由は分からなかった。
pIJ702 を用いた［16］－8 株のプロトプラス
ト の 形 質 転 換 条 件 を 検 討 す る 一 方 で 、 tsr
gene の発現を相補するような DNA 断片のク
ローニングを SphI、BglII、SacI サイトで試
みたところ、SphI サイトを使用した場合のみ
にメラニン産生を誘導する DNA 断片が高頻
度に、しかも放線菌の菌種にかかわらず 130
～9,000 bp とさまざまな大きさの挿入 DNA
断片が分離された。しかもメラニン産生能に
は強弱が認められ、これらの断片を逆向きに
するとメラニン産生は見られなくなるので、
SphI サイトの GCATGC 中の ATG は翻訳開
始コドンにあたると考えると、これらの断片
は［16］－8 株が認識可能なプロモーター領
域を含有している、と無理なく説明できる。
そこで、メラニン産生誘導能の強い、由来が
異なる 130 bp と 240 bp の２つの DNA 断片
について塩基配列を検討した。DNA 配列解
析ソフトの出現前のことで、配列を決定する
に時間がかかったものの、挿入 DNA 断片の
3’末端側の SphI 認識配列に含まれる ATG
の A から 8 塩基上流に 16S rRNA の 3’末端
部位の一部の塩基配列に相補的な AGGAGG
なる配列を有していること、この配列の上流
域にはチオストレプトン耐性遺伝子の P1 プ
ロモーターに似た配列 TAGGGA が存在して
いた。驚いたのはこれらの DNA 断片は由来
が異なっているにもかかわらず ATG の A の
3
上流域約 70 bp まで配列がまったく同じであ
った（そのため、同じ断片の配列決定を行っ
てしまったと思い繰り返し実験したことを
思い出す）。このように、我々のクローニン
グした数多くの DNA 断片は［16］－8 株が
認識可能なプロモーター領域を含んでいる
ことが推定されたのである。その後発表され
た pIJ702 の tsr gene の配列を見てみると、ま
さに SphI 認識サイトの ATG が開始コドンで
あって、その 7 bp 上流域に AGGAGG 配列が
あるもののさらなる上流には我々が分離し
た DNA 断片との共通配列はなく、
［16］－8
株 は tsr gene 本来のプロモーターを認識し
発現に導く機能が欠如していることが裏付
けられたと言えよう。広島大学の新見治先生
から、S. guriseus にて同じような現象が見ら
れ研究されていた、との話を後で伺ったこと
がある。このようにして、pIJ702 を基にした、
［16］－8 株でもメラニン産生の挿入失活可
能なベクタープラスミドを作製（pMEL18、
pMEL16 等）することができ、一方で進めて
いた形質転換条件も確立され、当初の目的で
ある S. jumonjinensis［16］－8 の宿主・ベク
ター系を構築できた。1985 年、組み換え DNA
実験を主管していた科学技術庁に本宿主・ベ
クター系の認可を申請し認可を受けると同
時に特許申請も行った。
1986 年、この宿主・ベクター系を用いて
RMS－401 Na（compactin のナトリウム体）
からプラバスタチンへの水酸化酵素遺伝子
のクローニングを試みた。染色体 DNA の供
与体には S. flavovirens を選択し、クローニン
グはショットガンによる方法（いまから考え
れば信じられないような方法であるが）で、
得られたメラニン非生産となった形質転換
体を片っ端から分離した（とはいっても、作
業の効率を考え、一次スクリーニングとして
RMS－401 Na 含有寒天平板一枚にメラニン
非生産となった形質転換体 13 株を移植し、
生育したコロニーを直径 3 mm のコルクボー
ラーで打ち抜いた寒天栓 13 個を 1 セットと
し、20％エタノールが入ったマイクロチュー
ブに投入後、その抽出液を液クロにてプラバ
スタチンに由来するピークの有無を測定す
る。二次スクリーニングは、ピークが観察さ
れたマイクロチューブの 13 株について、フ
ラスコ培養してプラバスタチン変換能を液
クロにてチェックする方法をとった）。測定
した 16880 株の中から、プラバスタチンのピ
ークを示す一株が得られた時には、嬉しいと
いうよりも狐につつまれたようで、あとで大
変驚いたことを昨日のように覚えている。得
られた形質転換株がプラバスタチンへの変
換能（水酸化能）を有することを何回も培養
確認した後、プラスミドを分離した。このプ
ラスミド pHYO2 には約 10 Kbp の DNA 断片
が挿入されており、水酸化能を賦与する領域
を決定するための制限酵素地図を作成した
（この水酸化能は P－450 によることを確認
しており、クローニングした水酸化遺伝子を
P－450sfl と命名した）。この領域解析には生
育の早い S. lividans を使用した。P－450sfl
は RMS－401 Na の存在下で誘導がかかり発
現するが、RMS－401 Na が存在しなくても
構成的に発現するようになった DNA 領域も
得ることができた。この構成的に発現する領
域を持つプラスミド pHYO2310 による形質
転換株では、コロニーがピンク色を呈し（通
常は白色）、P－450sfl が菌体内可溶性蛋白質
の 15%以上を占めていることがわかった。プ
ラ バ ス タ チ ン へ の 工 業 的 変 換 に は S.
carbophilus が使用されることになり、P－
450sfl を構成的に生産する pHYO2310 を S.
carbophilus に形質転換した株を作製した。
1990 年 11 月に浜田雅先生の勧めにより日本
細菌学会関東支部大会にて発表させていた
だき、この研究に終止符を打つことになった。
1987 年、私の生まれ故郷にメバロチン生
産を目的とした小名浜工場が建設され、2 年
後の 1989 年からメバロチンの生産が開始さ
れた。このような状況のもと、1991 年 1 月
に小名浜へ転勤となったが、ここでも先に取
4
得した pHYO2310 の S. carbophilus 形質転換
株を用いた 30 L ジャーファーメンター培養
試験を行った。P－450sfl の大量生産によっ
て、変換スピードが上がり、単位量の ML－
236B Na をより短時間に変換し、しいては培
養ロット数の増加に繋がることを期待した
のだが、形質転換株は、変換の立ち上がりは
早いものの最終的には従来からの培養法に
よる変換時間と殆ど変わりない結果であっ
た。P－450sfl による変換は 3 成分系であり、
P－450 生産量に見合っただけのフェレドキ
シン、フェレドキシン還元酵素量が十分でな
かったためと考えられるが、このことに関し
ては、業務との兼ね合いもあり、詳細に検討
出来なかった。
研究所在職時には、そのほかにもプラスミ
ド pSJ1 と 2 の機能やクローニングした種々
のプロモーターの解析、P－450sfl の誘導を
決定づける 400 bp の断片の解析など興味あ
る研究対象はたくさんあったと思うが、何よ
りも放線菌の育種という面からメバロチン
の工業生産に寄与できなかったのは残念で
あった。
使用される。80 KL 培養槽での本培養開始後、
生産菌が十分に生育したところで、糖および
基質である ML－236B Na の流加を開始す
るのであるが、この培養は培養終了（約 70
時間）まで pH 7 前後で推移させるので、雑
菌汚染の危険性を常にはらんでいる。雑菌汚
染は、その発酵槽の滅菌洗浄、汚染を引き起
こした部位の特定、更には高濃度の培地の処
理を通した環境負荷低減などに人手を要す
る作業を増やしかつ生産日程にも大きな影
響を与えるので、最小限に抑える必要がある。
特に高価な ML－236B Na の流加後の雑菌汚
染は絶対に避けなければならないので、従来
からのチェック項目を見直すようにした。私
が工場で務めた 13 年間はメバロチンの増産
が続き、2 回の培養設備の増設も経験した（80
KL 培養槽 6 基、160KL 培養槽 10 基となり、
精製設備も増強された）。大増産の中で管理
統括した約 1500 の培養ロットで、雑菌汚染
ロット数はわずかであり、それもすべて ML
－236B Na 流加前で対応できた。
工場では規定された方法で規定通りに目
的品質のものを安定的に生産するのが大前
提で、培地原料の一つを変更するにもきちん
２．プラバスタチンナトリウム（メバロ
とした手続きの下に行われなければならず、
チン）の生産管理統括について
また、規定された範囲からの逸脱は許されな
1994 年から小名浜工場にて本格的にメバ
い。安全・安定という現実的な対応が要求さ
ロチン生産に携わることとなった。工場では、 れるのである。研究所時代には ML－236B
ま ず 160 KL の 培 養 槽 に て Penicillium
の生産菌である P. citrinum に放線菌の変換
citrinum SANK12292 を培養し、基質の元と
酵素遺伝子を導入し、一段醗酵でメバロチン
なる ML－236B（compactin）を生産させる。 を生産することを夢のように考えていたが、
この本培養は約 14 日間行われる。培養開始
工場サイドに立ってみると、このような一段
時 90 KL でスタートするが、糖液等の連続流
醗酵はかなりむつかしい問題であることが
加によって培養終了時には約 160 KL となる。 わかった。
これより濾液を得、約 20 KL まで濃縮し、濃
工場に在籍した 13 年間、生産管理統括す
縮液を精製工程に送り、精製し相当量の ML
るという立場であっても、放線菌と付き合え
－236B の結晶を得る。ついでこの ML－236B
たということは誠に幸せであったというし
は水酸化ナトリウム添加により、ML－236B
かない。研究所時代の 23 年間を含めると、
Na としメバロチン変換培養の基質として
三共という会社に、36 年間も放線菌との付
使用される。メバロチン変換培養には、先に
き合いを認めてもらっていたことになる。現
述べたように、S. carbophilus SANK62685 が
在、製薬会社にとっても厳しい時代にあるよ
5
うで、会社同士の合併はもとより、工場の分
社化、統廃合による人員削減等が進行してい
るらしい。研究所もその対象になっていると
聞く。このような状況では、放線菌にかじり
ついて入社から定年まで過ごすことはまず
出来ない。この点からも三共には感謝してい
る次第である。また、会社を定年退職した後
も、微生物学を教えるような立場に就けたこ
ともまた幸せである。学生に放線菌に興味を
持たせ、将来、放線菌を扱う仕事に就こうと
する学生が一人でもでてくれれば嬉しいこ
とである。時として中学生の授業で醗酵につ
いて話をすることもあるが、最後は土に棲む
微生物、放線菌の写真をみせつつ、抗生物質
やメバロチン、タクロリムスの話をして締め
くくることにしている。彼らの中からも、将
来、微生物に興味を持つ者が出てくれること
を期待している。また、地元の FM 放送で、
年に 1~2 回、醗酵についての話をする機会が
あるが、この時もまた放線菌の話をし、
「土」
の中、さらには醗酵の世界は、まさにワンダ
ーランドである、と締めくくることにしてい
る。
コで発表し討論するという方式が、多くの企
業研究者に受け入れられ、発表会は常に盛況
であった。私の担当は発表会の休憩時間にコ
ーヒーなどのソフトドリンクを準備するこ
とであったが、あるとき、コーヒー以外に、
討論をさらに盛り上げようと缶ビールを用
意させていただいた。しかし、ビールを手に
されたのは斉藤日向先生他数えるほどであ
った。斉藤先生は満面の笑みを浮かべられ、
ことのほか喜んでいただいたことが記憶に
残っているものの、談話会参加者がいかに真
面目に会に向き合っているかを痛感させら
れた次第である。ビール提供はこの 1 回限り
となった。1985 年に放線菌研究会が学会に
改組される一方、育種談話会は独自の談話会
形式の活動を続けることとなり、幹事も継続
して務めさせていただき、談話会を担当した
のであるが、会の会則とは裏腹になかなか発
表者が現れず、特に企業の研究者（自分も含
めて）に発表をお願いするのはむつかしく、
いつも岡西先生から叱咤激励をいただいて
いた。1989 年から 1990 年には、放線菌学会
と育種談話会の合流に向けた連絡委員会の
談話会側委員として活動させていただいた。
合流の経緯については日本放線菌学会誌
VOL.23, NO.2 や日本放線菌学会 25 周年記念
誌「放線菌と生きる」に詳しく述べられてい
る。
1990 年、別府先生が会長となられた、新
生日本放線菌学会では学術企画の担当理事
として活動させていただいた。新生の学術集
会を、多くの先生方の協力をいただきながら、
談話会の雰囲気を持ちつつ定期的に開催す
ることができたこと、また、学術集会終了後
には必ずミキサーをもち、気軽に議論できる
場を提供することを心掛けたことは、今は昔
の話ではあるが、忘れられない記憶の一つで
ある。今でも学術集会の案内を目にすると、
当時を思い出し感慨深いものがある。次いで
堀田先生が会長になられた時には会計を担
当させていただいたが、1994 年 1 月、小名
３．学会活動への貢献
学会活動についても誇れるようなことは
ないが、三共醗酵研究所に配属されて、放線
菌分離、抗生物質のスクリーニングに携わる
ようになってから、当時の室長であった新井
守さんはじめ多くの先輩方が当時の放線菌
研究会に入っておられたこともあり、1973
年頃に放線菌研究会に入会した。その後、前
述のように S. jumonjinensis の育種を始める
ようになったが、これをきっかけに放線菌育
種談話会にも入会した。1975 年頃であった
ように思う。1978 年には予防衛生研究所の
岡西昌則先生のもとに研究生として派遣さ
れた時、放線菌育種談話会のお手伝いをさせ
ていただき、幹事の一人に加えさせていただ
いた。当時の育種談話会の活動は活発で、研
究の途中や未完に終わった研究でもオフレ
6
浜工場に異動となり、メバロチンの生産に本
格的に取り組み始めると、理事会に出席する
ことが困難となった。そこで理事会に迷惑を
かけると判断し、理事を辞した次第である。
それから早いもので、20 年が過ぎてしまっ
たが、相変わらず放線菌を思いつつも、何も
出来ずに、バタバタしている者がここに一人
いることを知っていただければありがたい。
最後になりますが、今回の受賞に当たり、
強くご推薦頂いた高橋洋子先生ならびに選
考委員の先生方、学会理事の先生方に篤く御
礼申し上げます。また受賞にあたり終始励ま
しをいただいた三共株式会社醗酵研究所時
代の上司である新井守博士に篤く御礼申し
上げる次第であります。また、こまごまとし
た手続きについてご協力いただいた第一三
共 RD ノバーレの木塚正明様に感謝いたし
ます。
7
2014 年度功績功労賞受賞
馬目 太一 博士
（いわき明星大学薬学部）
「放線菌の育種、プラバスタチンナトリウムの工業生産管理統括
および学会活動への貢献」
Dr. Taichi Manome
“Streptomycetes breeding, industrial production control of pravastatin sodium and
contribution to SAJ activities”
Faculty of Pharmacy, Iwaki Meisei University
5-1, 5-chome, Chuodai-Iino, Iwaki-shi, Fukushima 970-8551, Japan
8
2012 年度浜田賞受賞論文
放線菌の潜在能力発現に関わる薬剤耐性変異の特性解析と抗生物質発掘への応用
保坂 毅
信州大学先鋭領域融合研究群バイオメディカル研究所
（長野県上伊那郡南箕輪村 8304）
Physiological and molecular characterization of drug resistance mutations that develop the potential of
actinomycetes to produce secondary metabolites and its application to antibiotic discovery
Takeshi Hosaka
Department of Interdisciplinary Genome Sciences and Cell Metabolism, Shinshu University
(8304 Minamiminowa, Nagano 399-4598)
1. は じめ に
ゲノム生物学の目覚ましい発展を背景に，
様々な微生物の全ゲノム配列が次々と解読さ
れている。その解析結果から，微生物，とりわけ
代表的な抗生物質生産菌である放線菌におい
ては，二次代謝に関わる遺伝子の多くが潜在
的に存在していることが判ってきた 1-3)。この事
実は，“放線菌の潜在遺伝子を目覚めさせれば
（潜在能力を引き出せれば），有用な二次代謝
産物を新たに発見できる”ことを示しており，微
生物の二次代謝研究を飛躍的に発展させる上
での重要な新視点をもたらした。現在，国内外
の多くの研究者が放線菌の潜在的二次代謝能
の重要性に着目し，その活性化と利用に向け
た技術開発にしのぎを削っている。これまでの
成 功 例 と し て ， OSMAC (one-strain many
compounds) アプローチや異種微生物間の相
互作用を利用した複合培養のように培養そのも
のを工夫する手法，さらには，遺伝子工学を駆
使して遺伝子発現を直接操作する手法などが
報告されている 4-6)。一方で筆者らは，薬剤耐性
（リファンピシン耐性やストレプトマイシン耐性な
ど）を付与する自然突然変異を利用し，放線菌
の転写（RNA ポリメラーゼ）や翻訳（リボソーム）
を改変することで，同菌の潜在的二次代謝能を
効果的に活性化できることを示してきた。この原
理を通常の培養では抗生物質を生産しない放
線菌に活用し，新しい抗生物質を見つけ出せ
ることも実験的に証明した。本稿では，筆者らが
検討してきた放線菌の潜在的二次代謝能活性
化技術の基本原理と応用例を紹介し，微生物
の二次代謝研究の今後の展望について述べ
る。
2. 薬 剤 耐 性 変 異 に よ る 二 次 代 謝 活 性 化 機
構の解析
放線菌にリファンピシンやストレプトマイシンの
ような RNA ポリメラーゼやリボソームを標的とす
る薬剤に対する耐性を付与すると，抗生物質生
産が劇的に向上することがある。この現象が認
められるリファンピシン耐性変異株は RNA ポリ
メラーゼのβサブユニットをコードする rpoB 遺
伝子に，ストレプトマイシン耐性変異株はリボソ
ームタンパク質 S12 をコードする rpsL 遺伝子な
どに，それぞれ特定の変異を有する 7, 8)。これら
の事実をもとに筆者らは，特定の rpoB 変異や
rpsL 変異が定常期における放線菌の転写や翻
訳の機能を変化させ，結果的に放線菌が潜在
能力を発揮して抗生物質を高生産することを突
き止めた。その仕組みの詳細については，未解
明の部分も多いが，現在までに以下のようなこ
とが明らかになっている。
9
放線菌では，タンパク質の原料であるアミ
ノ酸が枯渇した時に，アラーモン（警告物質）
とされるグアノシン 5’-二リン酸，3’-二リン酸
（ ppGpp ） が 作 り 出 さ れ る 。 細 胞 内 に お い て ，
ppGpp が RNA ポリメラーゼの活性中心近傍に
結合し，ppGpp-RNA ポリメラーゼ複合体が形成
されると，緊縮調節と呼ばれる複雑な制御が起
こる。これにより，リボソーム RNA やリボソームタ
ンパク質，転移 RNA などのタンパク質合成に関
与する遺伝子の転写が阻害され，一方で，アミ
ノ酸の生合成や輸送，さらには抗生物質などの
二次代謝産物の生合成に必要な酵素タンパク
質の発現が促進される。すなわち，ppGpp は放
線菌の抗生物質生産における引き金物質とな
っている。興味深いことに越智らは，
Streptomyces 属放線菌を用いた解析で，特定
の rpoB 変異株が ppGpp 非依存的に抗生物質
を高生産することを見出した 9)。この発見は，特
定の rpoB 変異を有する変異型 RNA ポリメラー
ゼは ppGpp 結合状態を模倣するという新たな考
えを生み出した。筆者らのその後の in vitro によ
る解析から，抗生物質高生産 rpoB 変異株の定
常期における RNA ポリメラーゼは，野生株の
RNA ポリメラーゼよりもプロモーターへの結合
特異性が低下していることも判ってきた 10) 。厳
密な証明にはほど遠いが，rpoB 変異型 RNA ポ
リメラーゼが抗生物質生合成酵素群およびその
発現制御に関わる遺伝子のプロモーターへの
結合力を獲得したことで，それら遺伝子の転写
が促進され，結果的に抗生物質の高生産に繋
がったと解釈できる。放線菌には数多くのシグ
マ 因 子 が 存 在 す る こ と か ら ， rpoB 変 異 株 の
RNA ポリメラーゼホロ酵素では，機能している
シグマ因子が野生株の酵素よりもバラエティに
富んでいることが推察されるが，実際どのような
仕組みになっているのか，詳細については現
在もなお解析中である。
一方筆者らは，放線菌の抗生物質高生産
rpsL 変異株の特異な能力（定常期において高
い翻訳活性を維持する能力）に着目し，rpsL 変
異による抗生物質高生産化の仕組みの解明を
目指してきた。その結果，図 1 に示したように，
放線菌基準株 S. coelicolor A3(2) を用いた解
析から，抗生物質高生産 rpsL 変異株の定常期
では，複数の翻訳関連因子の発現量が野生株
に比べて高いこと，さらには，これら因子の協調
!"#!
$%#!
[\]^X/_!
2"34H"I!
S. coelicolor A3(2)!
&'()'*+,-./$%!
0rpsL $%1!
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10
RRF
RbfA
的な働きが定常期における高翻訳活性をもたら
し、抗生物質の生合成に関わる酵素群が活発
に生産されることを明らかにした 11)。加えてごく
最近では，変異株で認められた翻訳関連因子
の発現上昇がシグマ因子遺伝子の大規模な発
現変化によって起こることも見出した。“なぜリボ
ソーム変異がそのような転写機構の変化をもた
らすのか（特定の rpsL 変異によってシグマ因子
遺伝子の発現が変化するのか）”は全くの不明
であるが，rpsL 変異による二次代謝活性化機構
の全容解明は，あと一歩のところまできている。
マイシン耐性変異（rpsL 変異）によるものと同じ
か否かを明らかにすることは，放線菌の二次代
謝を理解するうえで，大変興味深く，また意義
深い課題といえる。
ところで，現在，薬剤耐性変異を利用して放
線菌やその他のバクテリアの潜在能力を引き出
そうとする応用研究は拡大の一途をたどってい
る 。 代 表 的 な 応 用 例 と し て ， 枯 草 菌 Bacillus
subtilis の酵素（α-アミラーゼやプロテアーゼ）
生産能や Pseudomonas 属細菌の有害化学物
質分解能の増強，さらには大腸菌の無細胞タ
ンパク質合成系の効率化などが挙げられる 4)。
何といっても，放線菌の育種（二次代謝活性化）
に関しては，国内外からを問わず実に多くの活
用例が報告されている 5)。なかでも，筆者らの取
り組みで，新しい二次代謝産物の探索にも活用
できることを実証した成功例は特筆すべき成果
といえる。この研究で筆者らは，抗生物質非生
産性の放線菌 Streptomyces sp. 631689 を研究
対象に，リファンピシン耐性変異（rpoB 変異）や
ストレプトマイシン耐性変異（rpsL 変異），あるい
はゲンタミシン耐性変異（変異遺伝子は特定さ
れていない）を活用して同菌の潜在的二次代
謝能の活性化を試みた。その結果，通常では
検出できなかった 631689 株の抗生物質生産量
を検出可能なレベルまで増加させ，結果的にピ
ペリジン 4 分子を包含する新奇な構造の抗生物
質（ピペリダマイシンと命名）を発見することに成
功した（図 2）10)。この成果は，薬剤耐性変異を
活用して放線菌の潜在能力を活性化すること
で，実際に新しい二
R
次代謝産物を見つけ
HN
出せることを世界に
3. 潜 在 能 力 を 引 き 出 す 薬 剤 耐 性 変 異 の 特
性 解 析 と応 用
放線菌の二次代謝を活性化する薬剤耐性変
異として，リファンピシン耐性変異（rpoB 変異）
やストレプトマイシン耐性変異（rpsL 変異）は代
表格であるが，これまでに，ゲンタミシン，パロ
モマイシン，G418，フシジン酸，チオストレプト
ン，さらにはリンコマイシンといった，いずれもタ
ンパク質合成を阻害する薬剤への耐性を付与
する変異にも同じ効果があることが判っている。
これらの薬剤耐性変異を逐次的に利用すると，
S. coelicolor A3(2) の青色色素抗生物質アク
チノロージンの生産量が親株の約 180 倍に増
加することも報告してきた 12)。加えて最近筆者ら
は，種々の Streptomyces 属放線菌を対象とした
検討から，エリスロマイシン耐性変異に強力な
二次代謝活性化作用があることを新たに見出し
た。具体的には，エリスロマイシン耐性変異が，
S. coelicolor A3(2) のアクチノロージン生産量
を約 20 倍に増加させ，その近縁種である S.
lividans にいたっては，親株では全く検出され
ない抗菌物質の生産量を検出可能な量まで増
加させるほどの強い活性化力を持つことを明ら
かにした 13)。現在著者らは，二次代謝活性化に
関わるエリスロマイシン耐性変異の特性解析に
取り組んでいる。作用点は異なるが，エリスロマ
イシンはストレプトマイシンと同様にリボソームを
標的とする薬剤である。エリスロマイシン耐性変
異による二次代謝活性化の仕組みがストレプト
1
R2
N
O
O
HO
HN
O
N
HO
図2
NH
O
O
O
N
O
N
NH
H
N
Piperidamycin
R1
R2
A
H
H
D
H
CH3!
F!
CH3! CH3!
Streptomyces sp. 631689 の潜在的二次代謝能を
活性化することで発見した抗生物質ピペリダマイシンの構造
11
先駆けて証明したもので、新物質探索における
潜在的二次代謝能への着目の重要性を裏付
ける先進事例となった。
一方，放線菌で確立した薬剤耐性変異による
二次代謝活性化技術が糸状菌にも応用できる
ことが最近の研究から見えてきた。具体的には，
リボソームを標的とする薬剤ハイグロマイシン B
に 対 す る 耐 性 を 紅 麹 菌 Monascus pilosus
NBRC 4520 に付与することで，同菌の二次代
謝能（色素生産能）を活性化できることが判って
きた。現在筆者らは，次世代シークエンス技術
を活用して，紅麹菌のハイグロマイシン耐性と
二次代謝活性化に関わる変異の特定を目指し
ている。もしこの変異が，タンパク質合成に関わ
る分子に存在するならば，翻訳系を改変する技
術が原核微生物のみならず，真核微生物にも
活用できることを示す重要な新知見となる。世
界を代表する医薬品「ペニシリン」や「スタチン」
の骨格は糸状菌の二次代謝産物から見つかっ
ており，糸状菌の二次代謝活性化技術の開発
は，微生物由来有用化合物の探索研究におけ
る重要課題の一つとなっている。紅麹菌を対象
とした研究で筆者らが見出した現象は，真核微
生物の二次代謝研究の発展に大きく貢献し得
る極めて重要な成果といえる。
4. お わ りに
全生物が共通して持つ転写酵素「RNA ポリメ
ラーゼ」とタンパク質合成装置「リボソーム」に焦
点を合わせ，その機能を標的薬剤への耐性を
付与する変異により改変し，微生物の潜在的二
次代謝能を引き出す試みは世界的にみても独
創的なアプローチである。一方でこのアプロー
チには，利便性と実用性に特徴があるものの，
二次代謝活性化機構の詳細は未だブラックボ
ックスのままであり，継続的かつ合理的な菌株
改良を困難にするという課題がある。加えて，こ
のアプローチは転写・翻訳系を標的とするため，
代謝系全体に多面的な悪影響を及ぼすことが
ある。すなわち，二次代謝に有利であっても，
生理への影響を含めた細胞全体の性能として
12
はネガティブな面を包含している可能性がある。
これらの課題を克服し，二次代謝活性化の詳
細な仕組みを解き明かすことができれば，代謝
工学的な手法を融合させた合理的なアプロー
チでポジティブな面だけを引き出せるような技
術構築への道が拓かれる。さらには，微生物の
二次代謝研究におけるブラックボックスの解明
に結び付く重要なヒントが得られる可能性もある。
今後は，これまでの研究で得られた知見【転
写・翻訳系を改変することで放線菌の潜在的二
次代謝能を引き出せるといった知見】を基に，
微生物の二次代謝研究が秘める可能性を様々
な視点で洩れなく確実に捉え，応用微生物学
の次なる黄金期を築き上げることを目指してい
きたい。
謝 辞
本研究を行うにあたり，終始変わらぬ熱心
なご指導をいただき，さらには研究に向かう
姿勢をご教授賜りました越智幸三先生（現・
広島工業大学教授）に感謝の意を伝えると共
にお礼申し上げます。また，（独）食品総合
研究所での 6 年半にわたるポスドクとして
の研究生活のなかで，放線菌研究やリボソー
ム研究の魅力を教えて下さいました岡本晋
博士，ならびに岡本(細谷)仁子博士にこの場
を借りて厚くお礼申し上げます。本研究は
（独）食品総合研究所越智研究室と信州大学
農学部応用分子微生物学研究室で行ったも
のであり，共同研究者として携わっていただ
いた皆様に改めてお礼申し上げます。最後に，
本研究に対し，日本放線菌学会浜田賞を賜り
ましたことを，学会長をはじめ学会員の方々
に深謝申し上げます。
文 献
1) Bentley, S. D., et al.: Complete genome sequence
of the model actinomycete Streptomyces coelicolor
A3(2). Nature 417: 141-147, 2002.
2) Ikeda, H., et al.: Complete genome sequence and
comparative analysis of the industrial microorganism
Streptomyces
Streptomyces
Genomics. 268: 179-189, 2002.
avermitilis.
Nat.
Biotechnol.
21:
526-531, 2003.
coelicolor
A3(2).
Mol.
Genet.
9) Ochi, K., Okamoto, S., Tozawa, Y., Inaoka, T.,
3) Ohnishi, Y., et al.: Genome sequence of the
Hosaka, T., Xu, J. & Kurosawa, K.: Ribosome
streptomycin-producing microorganism Streptomyces
engineering and secondary metabolite production.
griseus IFO 13350. J. Bacteriol. 190: 4050-4060,
Adv. Appl. Microbiol. 56: 155-184, 2004..
2008.
10)
4) Onaka, H., Mori, Y., Igarashi, Y. & Furumai,
Muramatsu, H., Murakami, K., Tsurumi, Y.,
T.:
induce
Kodani, S., Yoshida, M., Fujie, A. & Ochi, K.:
natural-product biosynthesis in Streptomyces species.
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Appl. Environ. Microbiol. 77: 400-406, 2011.
mutations in RNA polymerase or ribosomal protein
5) Ochi, K. & Hosaka, T.: New strategies for drug
S12. Nat. Biotechnol. 27: 462-464, 2009.
discovery: activation of silent or weakly expressed
11) Hosaka, T., Xu, J. & Ochi, K.: Increased
microbial gene clusters. Appl. Microbiol. Biotechnol.
expression of ribosome recycling factor is responsible
97: 87-98, 2013.
for the enhanced protein synthesis during the late
Mycolic
acid-containing
bacteria
Hosaka,
T.,
Ohnishi-Kameyama,
M.,
6) Zhu, H., Sandiford, S. K. & Wezel, G. P.:
growth
Triggers and cues that activate antibiotic production
Streptomyces coelicolor ribosomal rpsL mutant. Mol.
by actinomycetes. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 41:
Microbiol. 61: 883-897, 2006.
phase
in
an
antibiotic-overproducing
371-386, 2014.
12) Wang, G., Hosaka, T. & Ochi, K.: Dramatic
7) Shima, J., Hesketh, A., Okamoto, S., Kawamoto,
activation of antibiotic production in Streptomyces
S. & Ochi, K.: Induction of actinorhodin production
coelicolor by cumulative drug resistance mutations.
by rpsL (encoding ribosomal protein S12) mutations
Appl. Environ. Microbiol. 74: 2834-2840, 2008.
that confer streptomycin resistance in Streptomyces
13) Imai, Y., Fujiwara, T., Ochi, K. & Hosaka, T.:
lividans and Streptomyces coelicolor A3(2). J.
Development of the ability to produce secondary
Bacteriol. 178: 7276-7284, 1996.
metabolites in Streptomyces through the acquisition
8) Xu, J., Tozawa, Y., Lai, C., Hayashi, H. & Ochi
of erythromycin resistance. J. Antibiot. (Tokyo) 65:
K.: A rifampicin resistance mutation in the rpoB gene
323-326, 2012.
confers ppGpp-independent antibiotic production in
13
2012 年度浜田賞受賞
保坂 毅 博士
（信州大学先鋭領域融合研究群バイオメディカル研究所）
「放線菌の潜在能力発現に関わる薬剤耐性変異の特性解析と
抗生物質発掘への応用」
Dr. Takeshi Hosaka
“Physiological and molecular characterization of drug resistance mutations that
develop the potential of actinomycetes to produce secondary metabolites and
its application to antibiotic discovery”
Department of Interdisciplinary Genome Sciences and Cell Metabolism, Shinshu University
8304 Minamiminowa, Nagano 399-4598, Japan
14
寄稿論文
放線菌（Actinobacteria）は高 G+C グラム陽性菌か？
小河原 宏（日本放線菌学会名誉会員）
HO Bio 研、明治薬科大学
一般に、放線菌門(Actinobacteria)の細菌は
高 G+C で、グラム陽性菌とされている。も
うかれこれ１年以上前に、ある論文を読んで
いたら、G+C 含量が 41.5%と通常では考えら
れない放線菌が存在すると書かれていた。今
年 (2014 年)の新年会でこのことを A 氏に話
したら、放線菌は高 G+C でグラム陽性菌と
定義されているので、そのようなことはあり
得ないと言下に否定されてしまった。そのと
きは記憶も曖昧であったのでそのまま引き
下がらずを得なかったが、帰宅して確認する
とこのことは正しいことが明らかとなった。
先日（6 月 19~20 日）の筑波での日本放線菌
学会でこのことを数人の人に話したら大変
興味を示し、是非記事にしてほしいと云われ
たので、この情報は是非多くの会員と共有す
べきであると考え、ここに簡単に紹介した。
第３の論文はヒトの腸吸収不良を特徴とす
る Whipple 病の原因菌である Tropheryma
whipplei Twist (Micrococcineae 亜目) のゲノ
ム DNA 配列決定の論文である。その G+C
含量は 46.3%で、ゲノムサイズは 0.93 Mb で
ある。この論文にある様に、低 G+C 放線菌
は 2003 年に既に報告されていたことなので
ある。
Raoult D et al. (2003) Tropheryma whipplei Twist: a
human pathogenic Actinobacteria with a reduced
genome. Genome Res. 13(8): 1800-1809.
Bentley SD et al. (2003) Sequencing and analysis of
the genome of the Whipple's disease bacterium
Tropheryma whipplei. Lancet 361(9358): 637-44.
第４の論文はヒト歯周炎など口腔の炎症の
原因菌であり、日和見病原菌である
Cryptobacterium curtum (Coriobacteriaceae 科)
type strain のゲノム DNA 配列決定の論文で
ある。その G+C 含量は 50.9%で、ゲノムサ
イズは 1.6 Mb である。
第１の論文は2人の細菌性膣症の患者と1人
の健常女性膣から分離した3株のGardnerella
vaginalis (Bifidobacteriaceae科)のゲノムDNA
Mavrommatis K et al (2009) Complete genome
配列決定の論文である。いずれもG+C含量
sequence of Cryptobacterium curtum type strain
41~42％で、ゲノムサイズ1.60~1.67Mbである。
T
(12-3 ). Stand Genomic Sci. 1(2): 93–100.
Yeoman CJ et al. (2010) Comparative genomics of
Gardnerella vaginalis strains reveals substantial
differences in metabolic and virulence potential.
PLoS ONE 5(8): e12411.
なお以上の論文の出所は、Gao B and Gupta
RS (2012) Phylogenetic framework and molecular
signatures for the clades of the phylum
Actinobacteria. Microbiol. Mol. Biol. Reviews 76(1)
66-112.である。
第 ２ の 論 文 は 1937 年 Weinberg ら に よ り
'Streptococcus parvulus’として分離され、現在、
もう一つ日本放線菌学会で、B 氏から得た
しばしばヒト口腔から分離されるAtopobium
情報も併せて記す。この論文は、数カ所の淡
parvulum(Coriobacteriaceae科) type strainのゲ
水湖から得たメタゲノムデータを解析した
ノムDNA配列決定の論文で、そのG+C含量は
ものである。その結果、その殆どの
45.69%、ゲノムサイズ1.54 Mbである。
Actinobacteria は低 G+C 放線菌で、高 G+C 放
Copeland A et al. (2009) Complete genome sequence
of Atopobium parvulum type strain (IPP 1246).Stand.
線菌はむしろマイナーな群であったという
Genomic Sci. 1(2):166-173.および (訂正) Stand.
ものである。
Genomic Sci. 2(3): 361-362 (2010).
Ghai A et al (2012) Breaking a paradigm:
cosmopolitan and abundant freshwater actinobacteria
are low GC. Environ. Microbiol. Rep. 4(1): 29-35.
15
2014 年度日本放線菌学会大会 プログラム
6 月 19 日 （ 木 ）
9:10
9:45
9:50
O-1
開場・受付開始
開会の辞 大会長 小林 達彦
一般講演（O1〜O8）
ミ コ ー ル 酸 含 有 微 生 物 Tsukamurella pulmonis と の 複 合 培 養 に よ る 、 放 線 菌
(P-48) Streptomyces 属 由 来 新 規 生 物 活 性 物 質 の 探 索
○星野 翔太郎 1, 張 驪駻 1, 淡川 孝義 1, 脇本 敏幸 1, 尾仲 宏康 2, 阿部 郁朗 1
(1 東大院･薬, 2 東大院･農)
O-2
リ ン コ マ イ シ ン 存 在 下 に お け る Streptomyces 属 放 線 菌 の 二 次 代 謝 活 性 化 機 構
(P-49) の 解 析
○今井 優 1, 佐藤 誠造 2, 田中 幸徳 3, 越智 幸三 3，保坂 毅 4
(1 信州大院・総合工, 2 日本水産・中研, 3 広工大・生命, 4 信州大・先鋭領域融合
研究群)
O-3
Characterization of BR-1 activity on LAL family regulator in reveromycin
(P-50) biosynthesis
○Suresh Panthee1, Shunji Takahashi1, 2, Seiji Matsuoka3, Tetsuo Onuki3, Minoru Yoshida3,
Hiroyuki Osada1, 2
(1RIKEN CSRS, Chemical Biology, 2Antibiotics Laboratory, RIKEN, 3RIKEN CSRS,
Seed Compounds Exploratory Unit for Drug Discovery Platform)
O-4
抗 生 物 質 Streptothrisin の カ ル バ モ イ ル グ ロ サ ミ ン 構 造 に 関 す る 生 合 成 研 究
(P-51)
○丸山 千登勢 1, 本山 賢人 1, 泉川 美穂 2, 小松 護 3, 池田 治生 3, 新家 一男 4, 濱
野 吉十 1
(1 福井県大・生物資源, 2JBIC, 3 北里・北里生命研, 4 産総研)
O-5
Cremeomycin 生 合 成 経 路 の 解 析
(P-52) ○菅井 佳宣, 勝山 陽平, 大西 康夫
(東大院農生科・応生工)
O-6
Trichostatin A 生 合 成 遺 伝 子 ク ラ ス タ ー の 同 定 と 機 能 解 析
(P-53) ○工藤 慧 1, 新家 一男 2, 西山 真 1, 葛山 智久 1
(1 東大・生物工学セ, 2 産総研) O-7
放線菌に見いだされた新規ペプチドライゲースオーソログの機能解析
(P-54) ○川田 純平 1, 小笠原 泰志 2, 野池 基義 2, 大利 徹 2
(1 北大院・総化, 2 北大院・工)
O-8
放 線 菌 由 来 新 規 Pictet-Spengler 反 応 触 媒 酵 素 McbB の 構 造 機 能 解 析
(P-55) ○佐橋 周作 1, 森 貴裕 1, 森田 洋行 2, 阿部 郁朗 1
(1 東大院薬, 2 富山大和漢研)
16
11:26
13:00
13:30
13:40
昼休み
総会
休憩
授賞式
〈学会賞〉
「放線菌二次代謝を制御する分子機構の解明とその応用」
仁平 卓也 博士 （大阪大学・生物工学国際交流センター）
〈功績功労賞〉
「放線菌育種、メバロチン生産管理および学会活動への貢献」
馬目 太一 博士 （いわき明星大学）
〈浜田賞〉
「ロドコッカス属放線菌による難分解性化合物分解と抗生物質生合成に関する研究」
北川 航 博士 （産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門,
北海道大学大学院 農学研究院)
「放線菌二次代謝モデル抗生物質アクチノロジンの生合成経路解明」
田口 貴章 博士 （武蔵野大学 薬学研究所）
「放線菌をはじめとする土壌細菌由来の有用抗菌抗生物質の探索と作用機序解析」
橋爪 秀樹 博士 （微生物化学研究所 生物活性研究部）
14:00
14:10
休憩
受賞講演
学会賞 仁平 卓也 博士
功績功労賞 馬目 太一 博士
浜田賞 北川 航 博士
田口 貴章 博士
16:15
16:30
橋爪 秀樹 博士
休憩
基調講演
「The Catabolism of Steroids by Actinobacteria」
Lindsay D. Eltis 博士 (Department of Microbiology and Immunology,
The University of British Columbia)
「 Studies on Secondary Metabolite Biosynthesis Mediated by Amino-group Carrier
Protein in Streptomyces」
17:50
18:30
西山 真 博士 (東京大学生物生産工学研究センター)
休憩・移動
懇親会（ホテルグランド東雲）
17
6 月 20 日 （ 金 ）
9:00
9:20
10:05
10:50
11:00
O-9
開場 （9:00 までは建物内に入れませんのでご注意ください）
ポスターセッション（奇数番号）
ポスターセッション（偶数番号）
休憩
一般講演（O9〜O14）
Nocardia 属 放 線 菌 の ゲ ノ ム 配 列 を 用 い た 再 分 類
(P-56) ○田村 朋彦 1, 黄地 祥子 1, 市川 夏子 1, 細山 哲 1, 山副 敦司 1, 浜田 盛之 1, 小牧
久幸 1, 松澤 哲宏 2, 3, 五ノ井 透 2, 鈴木 健一朗 1, 藤田 信之 1
(1 NITE・NBRC, 2 千葉大・真菌センター, 3 長崎県大・栄養健康)
O-10
The tap-tpg gene pair from the linear plasmid of Streptomyces rochei 7434AN4 is
essential to maintain the linearity of its chromosome
(P-57)
○Yosi Nindita1, Zhisheng Cao1, Yuh Shiwa2, Hirofumi Yoshikawa2, Kenji Arakawa1 and
Haruyasu Kinashi1
(1Dept. Mol. Biotechnol., Grad. Sch. AdSM, Hiroshima Univ., and 2Dept. Biosci., Tokyo
Univ. Agric.)
O-11
希 少 放 線 菌 Actinoplanes missouriensis の べ ん 毛 形 成 に 必 須 な 遺 伝 子 AMIS75470
に関する解析
(P-58)
○木村 知宏, 手塚 武揚, 大西 康夫
(東大院・農生科・応生工)
O-12
希 少 放 線 菌 Actinomadura sp. K13-0306 株 が 生 産 す る 二 次 代 謝 産 物 に 関 す る
研究
(P-59) ○木村 徹 1，中島 琢自 2，松本 厚子 1,3, 塩見 和朗 1,3, 高橋 洋子 3，大村 智 3
(1 北里大院・感染制御科学府, 2 北里大・感染制御研究機構, 3 北里大・生命研)
O-13
新 規 疎 水 性 ペ プ チ ド venepeptide の 構 造 決 定
(P-60)
○小谷 真也 1, 佐藤 和紀 1, 逸見 光 2, 亀山 眞由美 2
(1 静大・農, 2 農研機構・食総研)
O-14
海 洋 由 来 Streptomyces が 生 産 す る 新 規 rubromycin 類 の 構 造 と 活 性
(P-61) ○春成 円十朗 1, 五十嵐 康弘 1, 今田 千秋 2
(1 富山県大・生工セ, 2 海洋大院)
12:12
12:25
12:40
休憩
ポスター賞授賞式
閉会の辞
18
ポスター演題
P-1
2ndFind： 二 次 代 謝 産 物 生 合 成 遺 伝 子 ク ラ ス タ ー 発 見 ウ ェ ブ ツ ー ル
○石川 淳, 星野 泰隆
(国立感染研)
P-2
巨 大 生 合 成 遺 伝 子 群 導 入 の た め の 線 状 プ ラ ス ミ ド ベ ク タ ー の 開 発 ○小松 護 1, 小曽根 郁子 2, 橋本 絢子 2, 新家 一男 3, 池田 治生 1 (1 北里大・北里生命研, 2JBIC, 3 産総研) P-3
Rhodococcus 属 微 生 物 で の 構 成 型 大 量 発 現 ベ ク タ ー の 構 築
○松本 雅子, 橋本 義輝, 劉 瑞, 熊野 匠人, 小林 達彦
(筑波大院・生命環境系)
P-4
Streptomyces 属 で 機 能 す る 構 成 型 分 泌 高 発 現 系 の 開 発
○齋藤 結希, 松本 雅子, 橋本 義輝, 熊野 匠人, 小林 達彦
(筑波大学・生命環境系)
P-5
新 属 Rhizocola hellebori の 分 類 学 的 特 徴 と 新 規 放 線 菌 の 探 索 源 と し て の 植 物
の可能性
○松本 厚子 1,2, 河口 洋子 2, 田中 和紀 2, 中島 琢自 3, 岩月 正人 1,2, 大村 智 1, 高
橋 洋子 1
(1 北里大・生命研, 2 北里大院・感染制御科学府, 3 北里大・感染制御研究機構)
P-6
形 態 お よ び 多 遺 伝 子 系 統 解 析 に よ る Streptomyces exfoliatus グ ル ー プ の 分 類
○前野 允登, 山村 英樹, 中川 洋史, 長田 淑美, 早川 正幸
(山梨大院・生命工学)
P-7
酸 性 HV 寒 天 培 地 の 開 発 に よ る 好 酸 性 放 線 菌 の 探 索
◯河西 杏奈 1, 山村 英樹 1, 中川 洋史 1, 長田 淑美 1, 浜田 盛之 2, 小牧 久幸 2, 田
村 朋彦 2, 早川 正幸 1
(1 山梨大院・生命工学, 2NITE･NBRC)
P-8
環 境 中 か ら の Actinoallomurus 属 菌 株 の 検 出
○武 晃 1, 松本 厚子 1,2, 木村 徹 1, 大村 智 2, 高橋 洋子 2
(1 北里大院・感染制御科学府, 2 北里大・生命研)
P-9
インドネシア海洋環境からのアクチノバクテリアの分離と多様性
○浜田 盛之 1, 田村 朋彦 1, Arif Nurkanto2, Shanti Ratnakomala2, Puspita Lisdiyanti2,
鈴木 健一朗 1
(1NITE・NBRC, 2LIPI)
P-10
超 高 分 解 能 MALDI Spiral-TOFMS に よ る 菌 体 ミ コ ー ル 酸 分 析
○寺本 華奈江 1, 佐藤 崇文 1, 田村 朋彦 2, 浜田 盛之 2, 鈴木 健一朗 2
(1 日本電子, 2NITE NBRC)
P-11
希 少 放 線 菌 Actinoplanes missouriensis の 胞 子 嚢 開 裂 メ カ ニ ズ ム の 解 析
○安田 理沙 1, 手塚 武揚 1, 大西 康夫 1
19
(1 東大院農生科・応生工)
P-12
野菜由来放線菌によるトマト萎凋病の生物防御
○石神 洸太, 松村 直美, 徳山 真治
(静大農)
P-13
地場野菜「水掛け菜」の水耕栽培における機能性放線菌の施用効果
○樋泉 舞子 1, 山村 英樹 1, 中川 洋史 1, 長田 淑美 1, 野武 一雄 2, 浜田 盛之 3, 小
牧 久幸 3,田村 朋彦 3, 久本 雅嗣 4, 村松 昇 4, 早川 正幸 1
(1 山梨大院・生命工学, 2 ユニテック株式会社, 3NITE・NBRC, 4 山梨大・地域食物)
P-14
植 物 病 原 性 放 線 菌 Streptomyces turgidiscabies に よ る 植 物 毒 素 生 産
岡庭 奈保子 1, 長潟 麻穂 1, Jari P. T. Valkonen2, 川出 洋 1, ○夏目 雅裕 1
(1 農工大院・農, 2 ヘルシンキ大・農科)
P-15
放 線 菌・枯 草 菌 に お け る 低 レ ベ ル ス ト レ プ ト マ イ シ ン 耐 性 変 異 の 発 見 と そ の
利用
○越智 幸三 1, 東條 繁朗 1, 金 智潤 2, 田中 幸徳 1, 稲岡 隆史 3, 平賀 良知 1
(1 広工大・生命, 2 理研, 3 食総研)
P-16
放線菌の潜在的二次代謝能活性化に向けた集団培養法の考案と有効性の
検証
○高野 未来 1, 保坂 毅 2
(1 信州大院・農, 2 信州大・先鋭領域融合研究群)
P-17
死細胞は放線菌の二次代謝を複合培養において誘導しない
○浅水 俊平 1, 尾崎 太郎 1, 尾仲 宏康 1
(1 東大院農)
P-18
マ イ シ ナ ミ シ ン 生 産 菌 Micromonospora griseorubida A11725 の 置 換 型 シ グ マ 因
子の機能解析
○稲坂 翔麻, 安齊 洋次郎, 福本 敦, 加藤 文男
(東邦大薬)
P-19
Streptomyces thermocarboxydus C42 の セ ル ラ ー ゼ 遺 伝 子 群 の 発 現 解 析 と 発 現 タ
ンパク質によるセルロース分解
友常 久実子 1, ○春日 和 1, 小林 正之 1, 志村 洋一郎 1,石川 淳 2, 池田 治生 3, 小
嶋 郁夫 1
(1 秋田県大, 2 国立感染研, 3 北里大・北里生命研)
P-20
Streptomyces lividans TK24 の K+ チ ャ ネ ル に よ る Cs+ 取 り 込 み に つ い て
○堀越 晨裕, 安齊 洋次郎, 福本 敦, 加藤 文男
(東邦大薬)
P-21
動 的 核 偏 極 核 磁 気 共 鳴 法 に よ る 放 線 菌 の 2- 13 C- ピ ル ビ ン 酸 代 謝 の リ ア ル タ
イム観測
○Dana ULANOVA1, 赤壁 麻依 2, 津田 正史 3
(1 高知大・総合研究セ, 2 高知大, 3 高知大・海洋コア)
20
P-22
Rhodococcus jostii RHA1 株 由 来 βケ ト ア ジ ピ ン 酸 経 路 の in vitro 再 構 築
○山梨 智也 1, 金 承榮 1, 原 啓文 2, 鮒 信学 1
(1 静岡県大院食栄, 2 マレーシア工科大マ日国際工科環境)
P-23
放線菌を用いた糖を原料とするパラアミノ安息香酸の生産
○岡井 直子 1, 佐藤 嘉弘 2, 大野 摩耶 1, 竹嶋 康誠 1, 増田 敬哉 2, 宮本 正教 2, 樋
田 幸三 2, 荻野 千秋 3, 近藤 昭彦 3
(1 神戸大・自, 2 帝人, 3 神戸大院・工)
P-24
タイ王国由来海洋放線菌からの新規生理活性物質の探索
○木谷 茂 1, 上口 達也 1, Arinthip Thamchaipenet2, 五十嵐 康弘 3, 仁平 卓也 1
(1 阪大・生物工学国際交流セ, 2 カセサート大, 3 富山県大・生工研セ)
P-25
Nocardia cyriacigeorgica の 生 産 す る シ デ ロ フ ォ ア
○星野 泰隆, 石川 淳
(国立感染研)
P-26
放 線 菌 Actinomadura.flavalba の 生 産 す る ラ ン チ ビ オ テ ィ ッ ク 様 ペ プ チ ド
○石村 晶, 小谷 真也
(静岡大・農)
P-27
放 線 菌 Streptomyces sp.OCTN84 株 の 産 生 す る 抗 カ ビ 活 性 物 質
○鈴木 雅博 1, 田中 幸徳 2, 越智 幸三 2, 小谷 真也 1
(1 静岡大・農, 2 広工大・生命)
P-28
Small non-coding RNA に よ り 生 合 成 が 活 性 化 さ れ る Streptomyces griseus 二 次 代
謝産物の探索
○佐藤 啓, 勝山 陽平, 手塚 武揚, 大西 康夫
P-29
P-30
(東大院・農生科・応生工)
放線菌に見いだされた新規ペプチドライゲースは幅広い基質特異性を持つ
野池 基義 1, 松井 崇 2, 佐藤 康治 1,森田 洋行 2, ○大利 徹 1
(1 北大院・工, 2 富山大・和漢研)
Saprolmycin 生 合 成 遺 伝 子 ク ラ ス タ ー の 解 析
○川崎 崇, 森山 亜沙子, 渡邊 あゆみ, 中川 和也 1, 今村 信孝 (立命館大薬、1 立命館大院理工) P-31
放 線 菌 由 来 新 規 イ ン ド ー ル プ レ ニ ル ト ラ ン ス フ ェ ラ ー ゼ TldC と M pnD の X
線結晶構造解析
○森 貴裕 1, 張 驪駻 1, 淡川 孝義 1, 脇本 敏幸 1, 森田 洋行 2, 阿部 郁朗 1
(1 東大院薬, 2 富山大和漢研)
P-32
メディオマイシン生合成遺伝子の同定
○張 驪駻 1, 伊藤 卓也 2, 脇本 敏幸 1, 淡川 孝義 1, 浅川 義範 2, 阿部 郁朗 1
(1 東大院・薬
P-33
2
徳島文理大・薬)
cysJ, cysK お よ び cysM を 破 壊 し た 大 腸 菌 に よ る D-サ イ ク ロ セ リ ン 高 産 生 シ ス
テムの構築
○小澤 智紀 1, 熊谷 孝則 2, 青田 達明 2, 的場 康幸 2, 野田 正文 2, 杉山 政則 2
21
(1 広大・薬, 2 広大院・医歯薬保健学)
P-34
Streptomyces cattleya JCM4925 が 保 有 す る cyclodipeptide 合 成 酵 素 遺 伝 子 ホ モ ロ
グ scat0901 の 機 能 解 析
○蒲原 涼, 熊谷 孝則, 的場 康幸, 野田 正文, 杉山 政則
(広大院・医歯薬保健学)
P-35
病 原 性 放 線 菌 Nocardia pseudobrasiliensis に お け る nocardithiocin 生 合 成 遺 伝 子
クラスターの同定
○酒井 香奈江 1, 小牧 久幸 2, 五ノ井 透 1
(1 千葉大・真菌センター, 2NITE・NBRC)
P-36
複合培養を利用した新規テトラヒドロキノリン類の単離とその生合成に関
する研究
○尾崎 太郎 1, 杉山 龍介 2, 西村 慎一 2, 浅水 俊平 1, 掛谷 秀昭 2, 尾仲 宏康 1
(1 東大院農, 2 京大院薬)
P-37
III 型 ポ リ ケ タ イ ド 合 成 酵 素 DpyA に よ る ラ ク ト ン 化 の 分 子 機 構 の 解 明
○谷 美生夏 1, 相澤 光輝 1, 金 承榮 1, 高橋 俊二 2 , 長田 裕之 2, 鮒 信学 1
(1 静岡県大院・食栄, 2 理研・抗生物質)
P-38
Saccharopolyspora erythraea 由 来 の 新 規 タ イ プ の ポ リ ケ タ イ ド 合 成 酵 素 の 機 能
解析
○天野 結香子, 金 承榮, 鮒 信学
(静岡県大院・食栄)
P-39
Butylmalonyl-CoA の 選 択 的 生 産 に 関 与 す る RevR の 機 能 解 析
○宮澤 岳 1,2, 高橋 俊二 1,3, 鈴木 健裕 4, 堂前 直 2,4, 長田 裕之 1,2,3
(1 理研・抗生物質, 2 埼玉大院・理工学, 3 理研 CSRS・ケミカルバイオロジー, 4 理研
GRC)
P-40
異 種 発 現 に よ る tautomycin 生 合 成 遺 伝 子 ク ラ ス タ ー の 解 析
○寺井 淳高 1,2, 高橋 俊二 1,3, 橋本 絢子 4, 新家 一男 5, 池田 治生 6, 川崎 寿 2, 長
田 裕之 1,3
(1 理研・抗生物質, 2 東電大院・物質, 3 理研 CSRS・ケミカルバイオロジー, 4 バイオ
産業情報化コンソーシアム, 5 産業技術総合研究所, 6 北里大・生命研)
P-41
放 線 菌 由 来 4-メ チ ル オ キ サ ゾ リ ン 環 を 有 す る 非 リ ボ ソ ー ム ペ プ チ ド JBIR-34,
-35 の 生 合 成 経 路 の in vitro 解 析
○曽根 薫 1, 勝山 陽平 1, 新家 一男 2, 大西 康夫 1
(1 東大院・農生科・応生工, 2AIST)
P-42
放線菌の生産するプレニルインドールアルカロイドの生合成
○小林 正弥 1、尾崎 太郎 1、新家 一男 2、西山 真 1、葛山 智久 1
(1 東大・生物工学セ、2 産総研)
P-43
抗 生 物 質 BD-12 生 合 成 遺 伝 子 の 機 能 解 析
○新倉 春香 1, 丸山 千登勢 1, 関塚 剛史 2, 黒田 誠 2, 石川 淳 2, 濱野 吉十 1
22
(1 福井県大・生物資源, 2 国立感染研)
P-44
放 線 菌 Streptomyces rochei の 抗 生 物 質 生 産 を 誘 導 す る シ グ ナ ル 分 子 SRB の 生
合成経路の解析
○波多江 希, 津田 直人, 木梨 陽康, 荒川 賢治
(広大院・先端研・分子生命)
P-45
Mycobacterium 属 由 来 セ ス キ テ ル ペ ン 合 成 酵 素 遺 伝 子 の 解 析
○山田 佑樹, 小松 護, 池田 治生
(北里大・北里生命研)
P-46
ア ク チ ノ ロ ジ ン 生 合 成 遺 伝 子 actVA-ORF4 破 壊 体 が 生 産 す る 新 規 shunt 化
合物の構造決定
○丸山 友貴１, 澤 竜一 2, 五十嵐 雅之 2, 田口 貴章１, 岡本 晋 3, 市瀬 浩志１
(１武蔵野大・薬,
P-47
２
微化研, 3 食総研)
アクチノロジン生合成に必要な最小遺伝子群の解明
○田口 貴章１, 丸山 友貴１, 矢部 正樹 2,3, 矢部 希見子 2,3, 岡本 晋 2, 市瀬 浩志１
(１武蔵野大・薬,
２
食総研, 3 東京理科大・応生)
口頭発表者のポスター
P-48 O-1 のポスター
P-49 O-2 のポスター
P-50 O-3 のポスター
P-51 O-4 のポスター
P-52 O-5 のポスター
P-53 O-6 のポスター
P-54 O-7 のポスター
P-55 O-8 のポスター
P-56 O-9 のポスター
P-57 O-10 のポスター
P-58 O-11 のポスター
P-59 O-12 のポスター
P-60 O-13 のポスター
P-61 O-14 のポスター
23
2014 年度日本放線菌学会大会感想記
2014 年 6 月 19 日 20 日の両日、2014 年度日本放線菌学会大会が茨城県つくば市のつくばカ
ピオで開催された。基調講演、受賞講演、一般講演（口頭発表 14 題、ポスター発表 47 題）
を通じて討論が二日間にわたり繰り広げられた。
本年度の学会賞は、仁平卓也博士（大阪大学 生物工学国際交流センター）が「放線菌二次
代謝を制御する分子機構の解明とその応用」で受賞された。放線菌の二次代謝に作用する放
線菌ホルモンの単離とホルモン生合成系の解明、放線菌ホルモン受容体をはじめとする放線
菌ホルモン制御系について講演された。1,000 リットルを超える大量の放線菌培養液から極く
微量の放線菌ホルモンの精製と同定は圧巻であり、放線菌二次代謝の先端的な分子機構を解
明すべく国内の放線菌研究者と互いに切磋琢磨された研究背景などメッセージ性に富む内容
で、特に多くの若手研究者が熱心に聞き入っていた。
功績功労賞は、馬目太一博士（いわき明星大学）が「放線菌育種、メバロチン生産管理お
よび学会活動への貢献」で受賞された。企業の研究者の視点から、放線菌の育種や放線菌生
産抗生物質の生産管理について講演された。放線菌育種談話会や放線菌学会について、様々
なエピソードを交えながら講演されているのが印象的であった。
浜田賞は、北川航博士（産業技術総合研究所 生物プロセス部研究部門、北海道大学大学院
農学研究院）
「ロドコッカス属放線菌による難分解性化合物分解と抗生物質生合成に関する研
究」、田口貴章博士（武蔵野大学 薬学研究所）
「放線菌二次代謝モデル抗生物質アクチノロジ
ンの生合成経路解明」、橋爪秀樹博士（微生物化学研究所 生物活性研究部）
「放線菌をはじめ
とする土壌細菌由来の有用抗菌抗生物質の探索と作用機序解明」の 3 名の方がそれぞれ受賞
された。放線菌の生産する有用二次代謝産物の探索・作用機序および生合成経路の解明とい
った放線菌研究の主要研究分野を、ストレプトマイセス属放線菌のみならず希少放線菌やロ
ドコッカス属放線菌などの多岐に渡る放線菌を対象とする研究者の方々が同時に受賞された
ことは、放線菌研究の裾野の広さが示されるとともに、今後の放線菌研究の発展が益々期待
できるものであった。受賞された５名の先生方におかれましては、今後のさらなるご活躍を
心よりお祈り申し上げます。
本大会の基調講演は、Lindsay Eltis 博士（The University of British Columbia）「Steroid
Catabolism in Actinobacteria」、西山真博士（東京大学 生物生産工学研究センター）「放線菌に
おけるアミノ基キャリアタンパク質を介した二次代謝産物生合成」の 2 演題であった。両名
とも最新の放線菌研究について紹介され、それぞれが今後の放線菌研究のひとつの方向性を
指し示す非常に有意義な基調講演であった。Eltis 博士は基調講演ということで質疑応答の時
間がないことを残念がっていたが、懇親会で多くの会員と有益な情報交換していただいたよ
うで安心した。アーキアのリジン生合成から発見したキャリアタンパク質を足がかりに、新
たな放線菌の二次代謝生合成系が数多く発見されつつあるとの西山博士の講演にはとても興
奮した。
懇親会はホテルグランド東雲で開催された。学会会場から離れた場所にあるため時刻通り
に開始できるかが心配であったが、徒歩にも関わらず参加者皆様の迅速な移動により定刻通
りに開始できたことを感謝したい。懇親会では小林達彦大会長の開会の辞の後、長田裕之会
24
長のご挨拶、別府輝彦名誉会員の乾杯、アットホームな雰囲気のもと参加者と交流を深めあ
った。総会では新たに名誉会員となられた高橋洋子博士に名誉会員証が贈呈されたが、懇親
会の途中では新たに終身会員となられた 13 名のうち、懇親会に参加されていた新井守博士、
中嶋睦安博士、宮道慎二博士の 3 名に終身会員証が贈呈された。
二日間にわたって行われた一般講演（口頭発表 14 題、ポスター発表 47 題）では、いずれ
においても興味深い研究成果が報告され、多くの意見が交わされ非常に白熱したものとなっ
た。14 題の口頭発表講演者にはポスター賞受賞の対象になってもらうため同時にポスター発
表も行っていただいた。ポスター発表は 20 日の午前中に行われ、20 日 7:00 開始のサッカー
W 杯 日本-ギリシャ戦の影響を全く感じさせない活発な討論・情報交換がなされた。全ポス
ター演題の中から、4 名のポスター賞選考委員［上田賢志博士、大利徹博士、田村朋彦博士、
夏目雅裕博士］による厳粛な選考の結果、安田理沙さん（東京大学大学院）の「希少放線菌
Actinoplanes missouriensis の胞子嚢開裂メカニズムの解析」、樋泉舞子さん（山梨大学大学院）
の「地場野菜「水掛け菜」の水耕栽培における機能性放線菌の施用効果」、高野未来さん（信
州大学大学院）の「放線菌の潜在的二次代謝能活性化に向けた集団培養法の考案と有効性の
検証」、菅井佳宣氏（東京大学大学院）の「Cremeomycin 生合成経路の解析」の 4 題がポスタ
ー賞を受賞し、賞状と副賞（日本放線菌学会 25 周年を記念して編纂された「放線菌と生きる」
と、「ブルーバックス, カラー図解 EURO 版 バイオテクノロジーの教科書」上下巻セット）
が授与された。4 題とも、今後の進展が大いに期待される研究であった。
今回、大会実行委員として初めて大会運営に携わり、大会運営の難しさや大変さを身にし
みて感じるとともに、大会の司会進行を始め大変貴重な経験をさせていただきました。開催
前には大会ホームページや大会メールアドレスを設置していたサーバーが外部からの攻撃を
受けた疑いにより停止する事態となり、大変なご迷惑をおかけしました。大会運営に関して、
不慣れな点・至らない点がありご迷惑をおかけしたことをこの場を借りてお詫び申し上げま
す。最後に、大会運営を支援していただいた方々、および大会を盛り上げてくださった参加
者の皆様に厚く御礼申し上げます。
（筑波大学大学院 生命環境系 橋本義輝）
25
（2014 年度日本放線菌学会大会 スナップ写真） 26
学会見聞録
The 17th International Symposium on the Biology of Actinomycetes に参加して
第 17 回国際放線菌学会 (The 17th International Symposium on the Biology of Actinomycetes,
ISBA17) (Organizer; Dr. İpek Kurtböke)はトルコ共和国の西部の都市クシャダス(Kuşadası)にお
いて 2014 年 10 月 8-12 日の 5 日間の日程で開催された。トルコは親日国ということもあり日
本ではなじみ深い国だと思うが、実際に訪れた事がある人はそう多くはないのではないかと
思う。私自身も今回初めての訪問で、その世界三大料理とも言われる食事や歴史・文化に触
れることを楽しみにしており、前回のメキシコでの大会(2011 年)の直後から周りの学会員た
ちと「トルコに行こう！」と意気込んでいたのである。しかし学会会場への道のりは遠く、
成田−イスタンブール−イズミールと飛行機を乗り継ぎ、パムッカレ社の高速バス 75 分でクシ
ャダス着、さらにタクシーに乗って 15 分、ようやく開催地のホテルにたどり着く事が出来た。
私は札幌から出発しているため電車と飛行機がさらに加わっており、無事に到着しただけで
かなりの満足感であった(荷物も無事)。会場とな
った Pine Bay Holiday Resort は街から隔離された
海沿いのホテルで、滞在するには食事やイベント
込みのいわゆる“All inclusive”しかあり得ない立
地また環境で、学会参加ともなれば正しくカンヅ
メとなる。しかしホテルに面したエーゲ海は穏や
かで景観・水色美しく、人気のリゾート地である
事にすぐに納得がいった。特に夕日は印象的で、
ホテルの廊下から携帯を向ける人が多数見受け
られた。
ISBA’17 の受付
（左）ホテル食事会場の食材展示、(右) 会場ホテルのビーチ
学会は 5 つのプレナリー講演と口頭発表 106 題、ポスター発表 210 題が行われ、二次代謝
系の研究や生理学、分類学、生態学さらに最新の解析技術そのものをテーマにした物など、
実に多様な発表が行われた。参加者は全 47 カ国から 377 名あり盛況な大会であったが、意外
なほどに米国からの参加者が少なかった。後に聞いたところによると、米国人はトルコ入国
に際し VISA が必要ということであった。さらに地理的にもヨーロッパ諸国よりも遠い事が
参加者数の低下に影響したのかもしれない。対して日本からの参加者、あるいは日本放線菌
27
学 会 メ ン バ ー の 参 加 数 は か な り 多 か っ た 様 に 思 わ れ る 。 我 ら が 長 田 会 長 は in vitro
Reconstitution of Biosynthetic Machinery for Reveromycin のタイトルでプレナリー講演を、また
越智幸三先生、上田賢志先生、葛山智久先生、田村朋彦先生(プログラム順)は口頭発表のセッ
ションオーガナイザーを務められ、さらに一般講演では口頭・ポスターあわせて 30-40 件の
発表があった様に思われる。この点で日本放線菌学会の貢献度は非常に高かったとはっきり
確信できた。前年の GIM での池田治生先生の講演(詳細は昨年度の会報第 27 巻 2 号、尾仲宏
康先生の学会見聞録参照)を目の当たりにしている私としては、今回その姿を見る事が出来な
かったことは残念ではあった。私自身の発表は口頭に選択され、やや緊張して挑んだが、質
疑応答では苦労してしまった。研究内容・発表スキルとも大きく向上させるため今後精進し
て行きたい。
学会 4 日目、10 月 11 日の夕刻には懇親会(Conference Dinner)が開催され、バスで 30 分以
上かけてその会場へ移動した。そこは巨大なお土産センターであり、それらの誘惑を断ち切
って、あるいは店の人を無視しては悪いかな、という甘い意識を無くし、どんどん先へ進ま
ないと食事会場にたどり着けないシステムとなっていた。ようやくたどり着いたその会場で
はすでに心の強い方々が着席し、宴会を始めているところであった。その食事はあまり満足
行く物ではなかったが、蛇使いの女性やファイアーダンスのショーはやや盛り上がった。食
事は学会会場となったホテルの方がかなり良かったため、この懇親会に参加したのは失敗だ
と声に出してしまう人が続出。何日目であったか、ホテルの食事会場で保坂毅先生から何や
ら怪しげなトルコ料理が美味しいと勧められた。米や野菜の細かく刻んだ物を片手でぎゅっ
と握った物で、生の挽肉の様な赤い色をした物で
ある。全然美味しそうに見えないので困ったなと
思ったが、美味しかった。結局それがトルコ料理
の最も印象に残った美味しい物であった。保坂先
生に感謝。
学会最終日にはポスター賞が発表されたが、
残念ながら日本人の受賞はならなかった。投票の
方法や対象となる候補者も非常にわかりにくく、
不満が残った。最後に次回大会は 2017 年に韓国
済州島(Jeju Island)で開催される事がアナウンス
された(Organizer; Prof. Jung-Hye Roe)。ここでも
日本放線菌学会が大きな存在感を示すことであ
ろう。
(産業技術総合研究所
生物プロセス研究部門 北川航)
(上) 懇親会ファイアーダンス
(下) 帰路、ホテルから空港への貸し切りバスにて
28
2015 年度（第 30 回）日本放線菌学会大会のご案内
大会長 五十嵐 康弘
（富山県立大学 工学部）
2015 年度日本放線菌学会大会は, 富山城の向かいに位置する「富山国際会議場」にて開催
することになりました。2015 年春には北陸新幹線が開通し，東京から富山まで約 2 時間と交
通アクセスが格段に良くなります。皆様には奮ってのご参加を心よりお待ち申し上げます。
詳しい情報は日本放線菌学会のホームページ (http://www.actino.jp/index-j.html)，ならびに今
大会専用ホームページ(http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/saj2015)を通じて，随時ご案内差し上げ
ます。
概要
期日：平成 27 年 9 月 7 日（月），8 日（火）
会場：富山国際会議場 メインホール
〒930-0084 富山県富山市大手町 1 番 2 号
（JR 富山駅より徒歩約 15 分。JR 富山駅より市内電車「セントラム」で約 7 分，国際
会議場前下車。富山空港より車で 15 分。）
TEL：076-424-5931 http://www.ticc.co.jp/
講演申し込み, 講演要旨提出，大会参加の事前申し込みの締切日：
平成 27 年 6 月 26 日（金）
参加費（講演要旨集代を含む）
6 月 26 日まで
6 月 27 日～当日受付
会員：
7,000 円
9,000 円
学生会員：
3,000 円
4,000 円
非会員：
8,000 円
10,000 円
要旨集（2,000 円）のみご希望の方は, 大会事務局までご連絡下さい。
懇親会
日時：平成 27 年 9 月 7 日（月）18:30～20:30
会場：富山第一ホテル 3F 天平の間
会費：
6 月 26 日まで
6 月 27 日～当日受付
会員・非会員： 7,000 円
9,000 円
学生会員：
3,000 円
4,000 円
土壌採集野外実習
日時：平成 27 年 9 月 9 日（水）9:00～17:00
場所：立山室堂方面（貸切バスを利用し市内から出発します。帰りは富山空港，JR 富山駅
を経由し，出発地に戻ります。詳細は，随時学会ホームページをご覧下さい。）
参加費：2,000 円（申し込みは 6 月 26 日まで，事前予約制）
プログラム概要（予定および詳細は, 随時学会ホームページをご覧下さい。）
1. 一般講演（口頭発表とポスター発表）
2. 受賞講演
3. 特別講演
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参加および講演申し込み要領
● 参加および講演申し込み：専用メールアドレス ([email protected]) で, 平成 27 年
3 月 1 日より受け付けます。
● 参加費・懇親会費の振込み：平成 27 年 6 月 26 日（金）までに, 下記の口座へお振込み下
さい。振込みは郵便局備え付けの払込用紙もしくは ATM 払込みをご利用下さい。
郵便局から 口座記号：13240
口座番号：197791
口座名称（漢字）：2015 年度日本放線菌学会大会実行委員会
口座名称（カナ）
：ニセンジュウゴネンドニホンホウセンキンガッカイタ
イカイジッコウイインカイ
他行等から 銀行名：ゆうちょ銀行
店名：三二八（サンニハチ），店番：328
預金種目：普通, 口座番号：0019779
口座名称（カナ）
：ニセンジュウゴネンドニホンホウセンキンガッカイタ
イカイジッコウイインカイ
● 講演申込および講演要旨の締切日：平成 27 年 6 月 26 日（金）
● 講演要旨：下記の例（A4 用紙１枚）を参考に, MS Word で作成し, [email protected]
までお送りください。
海洋由来 Streptomyces 属放線菌の生産する新規芳香族ポリケチドの構造
○春成円十朗 1, 大堀孝晃 1, 今田千秋 2, 五十嵐康弘 1
（1 富山県大・工, 2 東京海洋大院・海洋科学技術研究科）
【目的】海洋由来放線菌は・・・・・
【方法】・・・・・
【結果および考察】・・・・・
【文献】
【英文タイトル・著者名・所属】
Structures of new aromatic polyketides from marine-derived Streptomyces
Harunari, E.1, Ohhori, T.1, Imada, C.1, and Igarashi, Y.1
(1Dept. Biotech., Toyama Pref. Univ., 2Grad. Sch., Tokyo Univ. Marine Sci. & Tech.)
・ ・ 所属は和文・英文とも省略形で記載してください。
英文タイトル等は英文プログラムに使用しますので, 次ページになってもかま
いません。
● 発表形式の詳細等は, 学会ホームページや電子メールにてお知らせいたします。
● 発表スライドならびにポスターは全て英文で作成お願いします。
お問合せ先（大会事務局）
〒939-0398 富山県射水市黒河 5180
富山県立大学工学部生物工学科
微生物工学研究室
Tel: 0766-56-7500（内線 522）
E-mail: [email protected]
30
報告 第 56 回日本放線菌学会学術講演会
主催：日本放線菌学会
日時：平成 26 年 11 月 7 日(金) 14:00〜17:40
場所：学校法人 北里研究所 本館 2 階大会議室
参加者：54 名
プログラム
１．
『アミノ酸分析のニューフロンティア：キラルアミノ酸メタボロミクスを可能とする二次
元 HPLC 法の開発と利用』
浜瀬 健司（九州大学大学院薬学研究院 創薬育薬産学官連携分野）
２．『梅澤濱夫先生の生誕 100 年を記念して』
１．梅澤先生の業績と研究取組み姿勢から学ぶ
堀田 国元（(一財)機能水研究振興財団）
２．梅澤先生の想い出
小河原 宏（HO BIO 研、明治薬科大学）
３．『微生物と鉱物を利用した化学/電気/熱エネルギー変換』
中村 龍平（理化学研究所 環境資源科学研究センター）
４．『Acremonium cellulolyticus 由来糖質分解酵素の産業利用について』
村島弘一郎（Meiji Seika ファルマ株式会社 バイオサイエンス研究所）
講演要旨
として医薬・農学・生化学等様々な領域での
価値探索が期待されている。
本講演では、タンパク質構成全アミノ酸の
鏡像異性体を対象とした網羅的分析（キラル
アミノ酸メタボロミクス）について、これを
可能とする二次元 HPLC 分析法と創薬・診
断・機能性食品等への展開について紹介する。
研究推進の鍵は、複雑な生体マトリクス中に
おける微量 D-アミノ酸を正確に定量可能と
する分析法である。我々は（株）資生堂との
共同開発でキャピラリーモノリス ODS カラ
ムとミクロキラルカラムを接続した二次元
HPLC 法を開発しており、実試料においてピ
ークキャパシティー10,000 以上、定量下限 1
fmol という高感度選択的分析を実現してい
る。
本法を用いたキラルアミノ酸分析により、
筋委縮性側索硬化症や腎不全では新たなバ
イオマーカーが発見されている。皮膚中では
D-アスパラギン酸や D-セリンが新規機能分
子として発見され、美容飲料・化粧品の開発
アミノ酸分析のニューフロンティア：キ
ラルアミノ酸メタボロミクスを可能とす
る 二 次 元 HPLC 法 の 開 発 と 利 用
New frontier of amino acid analysis:
Development
and
application
of
a
two-dimensional HPLC system for chiral
amino acid metabolomics
浜瀬 健司 Kenji HAMASE
（九州大学大学院・薬学研究院）
アミノ酸は各種の生命活動に不可欠な分
子であり、動植物、バクテリアなど地球上の
生物に広く分布している。化学構造としては
殆どのアミノ酸がα位に不斉炭素を有して
おり、D 体・L 体と呼ばれる鏡像異性体が存
在する。L-アミノ酸が生体の主要成分として
古くから研究されているのに対し、D-アミノ
酸は微量成分であることが多く、存在や機能
の研究は殆ど進んでいなかった。一方で高感
度分析や光学分割技術の進歩と共に、ヒトを
含む様々な生物中から D-アミノ酸が発見さ
れ、L-アミノ酸とは異なる内在性機能性分子
31
め国内外から数多くの栄誉を授与された。ま
た、読売新聞が 2000 年に有識者を対象に実
施したミレニアムアンケートにおいて 20 世
紀に国民を幸せにした事項の第一位に「抗生
物質」がランクされたが、その背景には余人
をもって代えがたい梅澤先生の指導力と成
果に負うところがあったことは誰もが首肯
することであろう。梅澤先生の経歴と主な業
績の概要を表 1 に年表の形で示した。
に展開されている。また、発酵食品中には
様々な D-アミノ酸が比較的高濃度に存在す
ることも明らかになり、機能性食材として着
目されている。キラルを識別するアミノ酸分
析は、様々な領域でこれまでにない新たな価
値の発見を可能とするものであり、今後の更
なる研究推進と実用化が期待される。
参考文献
1) W. Kakegawa et al., Nat. Neurosci., 14,
603-611 (2011).
2) J. Sasabe et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
109, 627-632 (2012).
3) K. Hamase et al., J. Chromatogr. A, 1217,
1056-1062 (2010).
4) Y. Miyoshi et al., Chromatography, 35, 49-57
(2014).
5) 浜瀬健司：キラルアミノ酸のメタボロミ
クス，ファルマシア，50，315-320 (2014).
＜ペニシリン（碧素）委員会＞
梅澤先生（当時 30 歳；東大伝染病研究所
助教授）は、稲垣克彦少佐が組織したペニシ
リン委員会に、基礎医学者および同少佐のブ
レーンとして準備段階（1943 年 12 月）から
参加し、学術情報を担当してキーゼ論文など
重要な外国文献を翻訳するとともに、ペニシ
リンの検定、抽出・精製を担当した。そして、
梅澤純夫博士（化学者；実兄）と協力して研
究着手から僅か８ヵ月後にはペニシリンの
「 梅 澤 濱 夫 先 生 の 生 誕 100 年 を 記 念 し て 」 Ba 塩と Ca 塩を黄色凍結乾燥粉末（活性：64
単位/mg）として培養液から得ることに成功
梅澤先生の業績と研究取組み姿勢から
し、引続いてペニシリン量産の指導を行った。
学ぶ
この間、稲垣少佐の発想で知的学徒動員され
た一高生の指導を行っている。また、ペニシ
Learning from his scientific achievements and
philosophy
リン委員会の最中にすでに抗がん剤のこと
を発想したメモを残されている。
堀田 国元 Kunimoto HOTTA
（(一財)機能水研究振興財団）
梅澤濱夫先生（1914 年 10 月 1 日生）は、
第二次世界大戦中の和製ペニシリン（碧素）
の開発研究（1944 年 2 月~）を契機として抗
生物質研究に取り組まれ、終戦後（1946 年 5
月）国立豫防衛生研究所が設立されると抗菌
性物質研究部および抗菌性物質検定部（後に
抗生物質部）の部長として抗生物質の品質管
理、新物質探索、中間試験製造、研究者育成
などに尽力された。さらに、微生物化学研究
所（1962 年）を設立し、医薬品開発、工業
生産、業界組織化などにおいて陣頭指揮を執
られ、国民の健康福祉と斯界の発展をもたら
した。カナマイシンをはじめとして国際的に
認められた新規な抗生物質医薬品を数多く
世に出されて世界に冠たる日本の抗生物質
の地位を築き、文化勲章（1962 年）をはじ
32
＜戦後の抗生物質研究＞
戦後はペニシリン学術協議会が発足する
と理事に就任し、中央研究所の精製部会の幹
事、さらに創設された国立予防衛生研究所
（1946 年 5 月）の初代抗生物質部長として
ペニシリン研究および検定の指導的役割を
果たされた。ペニシリン生産の深部培養菌株
（米国から供与）P. chrysogenum Q176 株が
表面培養でも高生産能を示すことの発見な
どの培養研究やペニシリンの啓蒙活動に尽
力された。
ペ ニ シ リ ン の 後 の ス ト レ プ ト マ イ シ ン
（SM）プロジェクトでは陣頭指揮を執られ、
検定法確立、生産向上などの目標を達成した。
さらに、1957 年には SM 耐性結核菌にも有
効なカナマイシン(KM)を発見した。KM は、
国内はもとよりニューヨーク科学アカデミ
ーが特別シンポジウムを組むなど国内外の
高い評価を獲得し、日本初の国際医薬として
する方が有効である。
評価された。その特許料をもとに財団法人微
生物化学研究会を設立し、1962 年には財団
附属微生物化学研究所を開設し、世界をリー
ドする抗生物質研究を展開された。抗生物質
研究の功績により 48 歳のときに文化勲章を
受章された（1962 年）。
72 歳で他界された 1986 年暮までに、アミ
ノグリコシド抗生物質耐性菌の耐性機構の
解明、耐性機構に基づく理論的半合成アミノ
グリコシド抗生物質の創製、ブレオマイシン
などの抗がん抗生物質、農薬抗生物質（カス
ガマイシン）、酵素阻害剤、プラスミドなど
世界に先駆けた研究領域を切り開き、カリス
マ的指導者として抗生物質の学界ならびに
産業界をリードされた。生涯に 150 を超える
新物質、10 数個の医・農薬、１千を越える
論文を世に出され、1970 年代には論文引用
数で世界のトップテンに名を連ねていた。70
年代には、ノーベル生理学医学賞や化学賞の
候補としてノミネートされていた。
梅澤先生が抗生物質に興味を持たれたき
っかけは、デュボー（Dubos）の Tyrothricin
報告（1938）であった。すなわち、ブドウ球
菌を加えて根気よく培養した土壌から分離
した芽胞細菌の一株がつくる抗菌物質の報
告である。当時、習志野陸軍病院病理試験室
に召集されていた（1939 年 4 月~1943 年 3
月）梅澤先生はこの研究を追試したものの成
功しなかったが、抗菌物質をつくる放線菌を
いくつか分離した。この経験により梅澤先生
は放線菌生産抗生物質を終戦後に研究する
動機となった。
・ 研究の進め方は難しいが、最も重要なこ
とは、研究者それぞれが自分は世界的に
最も素晴らしい研究をしているという
自信と哲学をもつことである。
微化研は、日本最初で最も成功したバイオ
ベンチャーという側面をもっている。探索・
創製研究により得られた新物質について産
官学の協力・役割分担により、菌学、生化学、
化学、薬学、医学、発酵学などの学際的展開
が梅澤先生の指揮の下に行われていた。梅澤
先生の下には御三家七人衆と呼ばれる方々
がおられたが、その中には企業に所属する方
も含まれていた。演者が所属(72~85)してい
た頃は約 15 社の企業からの出向研究者がい
て、他社の研究者の指導を受けるという状況
があった。こういうシステムの中でオリジナ
ルの新化合物が生まれ、医薬を目指しての基
盤研究が展開された。
＜梅澤先生に対する演者の印象＞
梅澤先生は小学生の頃から 2 度の飛び級
をするなど真の天才であり、一度聞いたこと
を忘れられないという悩みを持っていたほ
どの超人的記憶力の持主であった。基礎医学
とともに化学などにも高い知識と見識を持
ち、抗生物質に関係する論文には全般的分野
に眼を光らせておられた。演者の印象深いこ
ととして先ず、微化研で取っていた生物系化
学系併せて 40 余りの学術雑誌について日曜
になると図書室で新着雑誌すべてに眼を通
され、眼についた論文には付箋をつけて関係
する研究者に配り、その研究者は速やかに読
んで内容を報告していたことが挙げられる。
＜梅澤濱夫先生の研究哲学（「抗生物質を求
めて」より）・研究経営＞
・ 確かに多くの成果を得て学問の進歩に貢
献できたと思う。それは研究者が良く働
いたことによるが、この研究所（微生物
化学研究所）が自由度の高い研究所でも
あったからであろう。
・ 研究者が研究を行いながら、それが他人
（左）実験に勤しむ梅澤先生（右）微化研理事長時代の梅澤先生
に批評されることが頭に浮かぶと不愉快
になることは当然のことであり、それが
教育効果の高い慣習であったと思う。二つ目
研究の独創性を侵害しないとも限らない。
は、「物質を単離精製し、構造決定する」こ
批評するよりは喜ばせて推進するように
との重要性を掲げ、貫き通していたことであ
33
る。三つ目は、生物学に関してファジー性を
理解しつつ、その排除を強く意識されており、
ときに抗生物質産生プラスミド説など大胆
な仮説を発表されることであった。1987 年
に開かれた米国でのある国際会議において
米国の製薬企業の研究者が口演の冒頭、「10
年ほど前、“Hamao Umezawa” が来社して講
演し、抗生物質生産にはプラスミドが支配し
ているという話をした。自分はその話に触発
されて抗生物質生産菌の遺伝子の研究を始
めた」と切り出した。参加者の一人であった
演者は、梅澤先生の影響力の大きさと広さを
感慨深く感じた次第であった。 表 1．梅澤濱夫先生の主な経歴・業績年表
西暦
日本暦
梅澤先生ご経歴・事項
1914
大正 3.10.1
誕生（福井県小浜）
主な物質の発見・創製 発売
1933
1937
昭和 8
昭和 12
旧制武蔵高等学校卒
東京帝国大学医学部卒
1944
昭和 19
碧素委員会委員、東大伝染病研究所助教授
1945
昭和 20
医学博士（東京帝国大学）
1947
1948
昭和 22
昭和 23 国立予防衛生研究所抗生物質部長
1950
昭和 25
渡米
1953
1954
昭和 28
昭和 29
東京大学教授（応用微生物研究所）
1956
昭和 31
1957
昭和 32
1958
昭和 33
微生物化学研究会設立(理事長)、朝日賞 KM シンポジウム(日本医師会・NY アカデミー)
1961
昭和 36
レジオンドヌール勲章
1962
昭和 37
文化勲章、日本学士院賞
微生物化学研究所開設
1966
昭和 41
1967
昭和 42
KM 発見 10 周年記念シンポジウム（東京・大阪）
1968
昭和 43
エピゾーム研究所開設
1969
昭和 44
日本学士院会員
第 6 回国際化学療法学会長（ISC: 東京）
日本抗生物質学術協議会 理事長
1970
昭和 45
1971
昭和 46
1973
昭和 48
1974
昭和 49
1975
1976
昭和 50
昭和 51
1977
昭和 52
東京大学名誉教授
1978
昭和 53
国立予防衛生研究所退職
1979
1980
昭和 54
昭和 55
パウル・エーリッヒ賞
1981
昭和 56
1982
昭和 57
1983
1985
昭和 58
昭和 60
法王庁科学アカデミー会員、ISC award
化学療法研究所開設
1986
1987
昭和 61.
12.25
昭和 62
逝去(72 歳）勲一等瑞宝章 従三位
Hamao Umezawa Memorial Award 制定（ISC）
住木･梅沢記念賞制定（抗生物質学術協議会）
1988
昭和 63
ピラルビシン
1990
平成 2
アルベカシン
1994
平成 6
グスペリムス
和製ペニシリン
オーレオスリシン
ストレプトスリシン B
ザルコマイシン
フラジオマイシン
フレオマイシン
カナマイシン(KM)
カナマイシン
ブレオマイシン
カスガマイシン
カナマイシン耐性機構発表
ジョサマイシン
ロイペプチン ベカナマイシン
ブレオマイシン
ジョサマイシン
カスガマイシン
ジベカシン合成
藤原賞
アルベカシン合成
生物有機化学研究所開設
アクラルビシン ジベカシン
ベスタチン
ペプロマイシン
ピラルビシン
ペプロマイシン
スパガリン アクラルビシン
34
ウベニミクス
参考文献
1) 朝日新聞、昭和６７年１月１２日夕刊
2) 昭和３５年度国立予防衛生研究所年報
3) 梅澤濱夫：抗生物質の話、岩波新書，ｐ．
１０６．
Fleming
PCG
Industries
Waksman
Foundation
Meiji / Banyu /
Kyowa etc
Waksman
SM
SAJ
Actinomycetology
Fermentation
Technology
Umezawa
Chemistry
KM / AG
NIHJ / IMC
微 生 物 と 鉱 物 を 利 用 し た 化 学 /電 気 /熱 エ
ネルギー変換
J. Antibiotics
JARA
Chemical/electricity/thermal energy
conversion with bacteria and mineral
Medicine
Chemotherapy
Biochemistry
Pharmacology
中村 龍平 Ryuhei NAKAMURA
(理化学研究所環境資源科学研究センター)
図 1．梅澤先生の指導分野
太陽光が届かない深海底などの暗黒環
境においては海底下マグマに蓄えられた
還元物質が生態系を支える唯一のエネル
ギー源となる。例えば、最大で 50 メート
ル近い高さにまで円柱上に硫化鉱物が堆
積した Black Smoker Chimney では、硫化水
素や水素といった高エネルギー化合物が
地球内部から放出され、これらの化合物の
酸化還元反応を利用して有機物を生産で
きる化学独立細菌が食物連鎖の出発点と
なる。
一方で演者らは、従来説を変える新たな
食物連鎖の出発点として「電流生態系」を
提唱している。海底熱水活動によって絶え
間なく創り出される硫化鉱物は優れた電
気伝導性をもち、海水などの支持電解質が
参考資料
1) 梅沢浜夫：「抗生物質を求めて」, 文藝
春秋，1987.
2) 近藤信一：梅澤濱夫．
「対談 医の心－先
輩医師に学ぶ 第２集」日本医師会雑誌
115(6): 206-207, 1996.
3) 堀田国元：日本における抗生物質の源流
－ペニシリン開発－．JJA 63: 179-204, 2010.
梅澤濱夫先生の想い出
Reminiscences
Umezawa.
of
Professor
Hamao
小河原 宏 Hiroshi OGAWARA
（HO Bio 研、明治薬科大学）
国立予防衛生研究所(予研、現国立感染症研
究所)の抗生物質部（部長：梅澤濱夫）で過
ごした１６年間の研究生活を中心に、梅澤
濱夫先生の想い出を、主に下記の項目を中
心にお話しする。
1. 入所に際して：研究室内のご案内１）
2. お調べ２）
3. 上下の分け隔て無く：
「抗生物質の話」３）
4. 論文の校正
5. 研究テーマ
6. 微生物化学研究所との合同セミナー：早
石修先生、野依良治先生など
7. 忘年会と新年会
8. 明治薬科大学に移るに際して：生物有機
化学研究所（日吉）
9. がん特別研究：ＤＮアーゼ阻害剤
e:
e:
H2S$
S,$SO42:
Reductive$
Zone
O2,$Fe3+
H2O,$Fe2+
Oxidative$Zone
e:
O2,$CO2,$Fe3+
H2O,$hydrocarbon,$Fe2+
CO2
Biomass$
H2S$
S,$SO42:
Sea$water
cell
Magma
図.海底下マグマを燃料とした化学/電気/熱エネルギ
ー変換。 35
存在する環境においては電極として働く。
Chimneyが円筒上の形をしており、その内
部と外部において温度、pH、そしてイオン
種の濃度が異なることを考えると、このよ
うな化学ポテンシャルの差によって様々
な化学反応が局所的に誘起され、化学/熱エ
ネルギーの電気エネルギーへの直接変換
が進行する。すなわち、熱水域全体が海底
下マグマを燃料とした「巨大な電池」とな
る。
本講演では、電気エネルギーに支えられ
た新たな生態系の実証に向けた取り組み
について紹介する。また、現代社会のエネ
ルギー・環境技術と比較することで、太陽
エネルギーに依存しない深海生態系が獲
得したユニークかつ魅力的な化学/電気/熱
エネルギー変換について議論する。
Acremonium cellulolyticus は、1982 年に通
商産業省工業技術院（現産業技術総合研究
所）の山辺博士によって、土壌よりセルロ
ース分解糸状菌として単離された 1) 。A.
cellulolyticus の多糖分解酵素は、天然セル
ロースに加え、広い範囲のヘミセルロース
群を分解し、その点が工業利用における利
点となる。A. cellulolyticus の多糖分解酵素
が利用されている工業用途としては、セル
ラーゼとヘミセルラーゼの両者の作用が
必要となるサイレージ分野 2)、食品分野（ジ
ュースの濾過性改善） 3)、バイオマス糖化
分野 4)などがあり、これらの用途において、
代表的なセルラーゼ分解糸状菌である
Trichoderma 属由来の酵素よりも高い効果
を示す。A. cellulolyticus の多糖分解酵素の
工業生産は Meiji Seika ファルマ（株）で行
われているが、その工業化は、菌株育種に
よる生産株の改良、培地培養条件の最適化、
ラボスケールから実機へのスケールアッ
プ検討の総合的な成果により達成された 5)。
本講演では、A. cellulolyticus の多糖分解
酵素の特徴、工業利用、工業化検討につい
て概説する。
参考文献 1) R. Nakamura et al., Angew. Chem., 49,
7692-7694 (2010). (“Did life begin with a bolt
from the deep blue?”NewScientist, 29 October
2010).
2) M. Yamamoto et al., Angew. Chem., 52,
10758-10761 (2013).
3) A. Yamaguchi et al., Electrochimica Acta,
141, 311-318 (2014).
参考文献
1）T. Yamanobe et al., Biosci. Biotechnol.
Biochem., 51, 65-74 (1987).
2）友田ら, 日本草地学会誌, 42, 155-158
(1996).
3）天野ら, 特許公開 2012-187098
4）X. Fang et al., J. Biosci. Bioeng., 107,
256-261 (2009).
5）近藤ら, “バイオマス分解酵素研究の最前
線”, p.224, シーエムシー出版 (2012)
Acremonium cellulolyticus 由 来 糖 質 分 解 酵
素の産業利用について
Industrial
use
of
polysaccharide
degrading enzymes from Acremonium
cellulolyticus
村島弘一郎 Koichiro MURASHIMA
（Meiji Seika ファルマ株式会社 バイオサ
イエンス研究所）
梅澤濱夫先生の生誕100年を記念して」を講演した 堀田先生（右）と小河原先生（左） 36
「Digital Atlas of Actinomycetes Ver. 2」公開とその後
一昨年から取り組んできたネット上の放線菌図鑑 ”Digital Atlas of Actinomycetes Ver. 2” が、
遂に、日本放線菌学会･つくば大会の開催日（6/19, 2014）に合わせて公開されました。このアド
レス (http://www.actino.jp/DigitalAtlas/) は、みなさまの「お気に入りサイト」に登録されてい
ますか！放線菌は、言うまでもなく、バクテリアに所属する微生物群 即ち原核生物です。バクテ
リアの形態と言えば、球状か棒状、あるいは分岐のない糸状といった単純形態が一般的です。な
のに、どうして放線菌だけがこれほどまでに形態上の多様化を達成してきたのでしょうか。この
テーマを考えるだけでも、放線菌に関わっているうれしさを感じます。古今東西、放線菌を扱っ
てきた人たちは、このような放線菌の形態に魅せられ、たくさんの写真を残してきました。私た
ちはこのような画像を世界中から収集してネット上に図鑑を作り、放線菌の魅力を楽しみ後世に
も伝えて行きたいと思っています。
今回の公開時に図鑑に掲載された画像は 175 人から投稿された 539 枚でした。このうち海外か
らの投稿者は 40％に相当する 72 人で、国別では Argentina, Australia, China, Germany, India,
Indonesia, Italy, Mongolia, Russia, Spain, Thailand, UK, USA, Vietnam の 14 ケ国です。記載
を全て英語表記に統一したこともあって放線菌に関わる世界中の人たちから大きな注目を集めて
います。今回の改定では新たにシステムのレベルアップも行いました。もちろん、サイト最大の
魅力は放線菌の形態学的･分類学的情報ですが、更に関連文献や生産物情報へのアクセスも充実さ
せました。公開後、更に 8 人から 25 枚の画像が追加されており、現在 ”Catenulisporaceae &
Actinospicaceae” を新たな Section として創設しようと活動を始めました。会員のみなさん、ぜ
ひ、放線菌画像の自信作を投稿し、このサイトを一層 魅力的にして下さい。画像はコロニーの写
真、光顕像、電顕像などです。
なお、投稿先は [email protected] それでは、お待ちしています！（宮道）
”Digital Atlas of Actinomycetes Ver. 2” 編集委員
田村 朋彦 (NITE)、浜田 盛之 (NITE)、早川 正幸 (山梨大学)、堀田 国元 (機能水機構,)、石川 淳
(国立感染症研)、松本 厚子 (北里大学)、宮道 慎二 (NITE)、高橋-中口 梓 (千葉大学)、高橋 洋子 (北
里大学)、土崎 尚文 (微生物クリニック)、山村 英樹 (山梨大学)、Amanda L. Jones (Northumbria
Univ., UK), Peter Schumann (DSMZ, Germany), Gernot Vobis (Univ. Nacional del Comahue,
Argentina)
37
日本放線菌学会賛助会員
協和発酵キリン（株）研究本部
第一三共 RD ノバーレ（株）創薬基盤研究部
日本マイクロバイオファーマ（株）生物資源研究所
Meiji Seika ファルマ（株）足柄研究所
和光純薬工業（株）試薬開発部
富山化学工業（株）綜合研究所
微生物化学研究所
中外製薬（株）鎌倉研究所
長瀬産業（株）研究開発センター
アステラス ファーマ テック（株）富山技術センター
味の素株式会社・イノベーション研究所
著作権について
本誌に掲載された論文、抄録、記事等の著作権は、日本放線菌学会に帰属します。これら著作物
の一部または全部をいかなる形式でもそのまま転載しようとするときは、学会事務局から転載許可
を得て下さい。
日本放線菌学会誌
第 28 巻 2 号
ACTINOMYCETOLOGICA 平成 26 年 12 月 25 日発行
編集兼発行 日本放線菌学会
〒292-0818
千葉県木更津市かずさ鎌足 2-5-8
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バイオテクノロジーセンター
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FAX 0438-52-2329
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年間購読料 5,000 円（会員無料）
http://www.actino.jp/
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39
40
A
B
C
D
1990年12月18日 第４種郵便物認可
2014 VOL. 28 NO. 2
MYC
E
C
I
T
O
INO
G
O
L
CT
ACTINOMYCETOLOGICA
日本放線菌学会誌 第28巻 2号
ACTINOMYCETOLOGICA VOL.28 NO.2, 2014
日
本
放
線
菌
学
会
誌
ISSN 0914-5818
2014
VOL. 27 NO. 1
(会員用)
http://www0.nih.go.jp/saj/index-j.html
Published by
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