高通量エリシタースクリーンを用いて,Streptomyces albus J1074からの神秘的な抗真菌化合物の発見

Fei Xu¹, Behnam Nazari¹, Kyuho Moon¹

¹Department of Chemistry, Princeton University , Princeton, New Jersey 08544, United States.

Journal of the American Chemical Society

|June 8, 2017

まとめ

研究者らは,静かな遺伝子群を活性化させるための高通量スクリーニング方法 (HiTES) を開発した. このアプローチにより,抗菌剤やがん関連プロテアゼを標的とする化合物を含む新しい天然製品が特定され,経路特有の抑制剤が検出されました.

科学分野:

微生物学
自然産物の発見
合成生物学

背景:

多くの微生物の生物合成遺伝子群は実験室環境下では沈黙し,新しい天然産物の発見を制限する.
これらの静かな遺伝子群を活性化することは新しい生物活性化合物の発見に不可欠です
以前のハイ・スループット・スクリーニング (HiTES) の方法は,グラム陰性細菌では効果的だったが,まだStreptomycesには適用されていない.

研究の目的:

静かな遺伝子クラスタを活性化するために,Streptomycesで高通量トランスクリプションアッセイを開発し,実装する.
HiTESのアプローチを使用して,小分子エリクシターと新種の二次代謝物をStreptomycesから発見する.
静かな遺伝子クラスターの活性化メカニズムを調査し,規制要素を特定する.

主な方法:

二次代謝産物合成のレポーターとしてeGFPを用いた高通量転写試験を開発した.
Streptomyces albus J1074に対する化学遺伝的高通量スクリーニング (HiTES) のアプローチを適用した.
活性化された静かな遺伝子群によって生成された新しい小分子を特定し,特徴づけました.

主要な成果:

HiTESの方法により,Streptomyces albus J1074の静かな遺伝子クラスタを成功裏に活性化しました.
エトポシドとイヴァルメクチンは,二次代謝産物の強力な誘発剤として特定されました.
新しい抗真菌剤とシステインプロテアゼ阻害剤を含む14の新しい小分子を分離し,構造的に特徴づけました.

結論:

開発されたHiTESアッセイは,Streptomycesの静かな遺伝子クラスタを活性化するのに有効です.
このアプローチは,潜在的医薬品の新種の天然製品の発見を容易にする.
遺伝子クラスタを静止する経路特有の転写抑制剤を特定し,遺伝子調節の洞察を提供した.

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