◆发表要点
·放射菌Streptomyces incarnatus生产的核酸类抗生素能强烈抑制SARS新冠、登革热、猫疱疹等人畜感染病毒的细胞内增殖。但是因为生产量极微量，所以没有被社会活用。
·在本研究中，通过确立将机械学习Sparse解析设计的变异代码导入到放射菌的转印装置中的基因组编辑技术，开发了抗病毒药sinefungin的增产技术。
·抗病毒抗生素在许多文献中都有报告，但是没有作为医药品被实用化。本研究的基因觉醒技术开辟了在社会上使用抗病毒药的道路。

冈山大学学术研究院环境生命科学领域的田村隆教授和山本伦生副教授，坂本亘教授，以及京都大学，东大，神户大学等共同研究小组，开发了具有抗病毒活性，抗原虫活性，抗真菌活性的核酸类抗生素sinefungin的增产技术。与发酵生产有关的基因群处于休眠状态，只能生产极微量（<2ppm）。因此，我们开发了一种可任意改变遗传因子发现瓶颈——转印装置 RNA polymerase（RNAP）的基因组编辑技术。接着，将RNAP突然变异效果的文献数据参照氨基酸参数AAIndex进行Sparse分析，设计了基于机械学习的多重变异代码。采用基因组编辑技术进行变异导入的结果，得到了高生产数量。此外，通过量子化学计算，变异引入的地方显示出RNAP内部氨基酸残基和mRNA之间的强相互作用，获得了可以用于今后变异设计的新见解。这些成果于令和3年1月20日刊登在日本农艺化学会英文杂志Biosci. Biotechnol. Biochem.上。本研究成果将作为治疗病毒感染症的药物而被期待，同时也将成为实现在社会上完全不被利用的核酸类抗生素的重要起点。
◆研究者表示
“抗生素对病毒不起作用。”虽然世间一般都这么说，但是有很多抗生素报告抑制病毒的增殖。这些核酸类抗生素能发挥病毒特异性的代谢系统和阻碍酵素反应的选择性毒性。自平成5年就任本校农学部助手以来，一直致力于核酸类抗生素的增产研究。核酸类在反复突然变异品种选拔的普通微生物育种中很难增产，但是本研究开发了转印装置的改变这一新方法。在本校的SDGs课题中也致力于社会性地活用睡眠宝山。

■论文信息
论文名： Multiple mutations in RNA polymerase β-subunit gene (rpoB) in Streptomyces incarnatus NRRL8089 enhance production of antiviral antibiotic sinefungin: modeling rif cluster region by density functional theory
刊登： Bioscience, Biotechnology & Biochemistry　(Oxford University Press出版)
作者： Saori Ogawa, Hitomi Shimidzu, Koji Fukuda, Naoki Tsunekawa1, Toshiyuki Hirano, Fumitoshi Sato, Kei Yura, Tomohisa Hasunuma, Kozo Ochi, Michio Yamamoto, Wataru Sakamoto, Kentaro Hashimoto, Hiroyuki Ogata, Tadayoshi Kanao, Michiko Nemoto, Kenji Inagaki, and Takashi Tamura
DOI： https://doi.org/10.1093/bbb/zbab011

＜详细研究内容＞

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冈山大学学术研究院环境生命科学领域（农）
教授　田村　隆
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