高温培養で耐熱性放線菌が産生する「ヒートショック代謝物」を発見

アクチノ菌では、多くの二次代謝産物生合成遺伝子は典型的な実験室培養条件下で発現しておらず、これらの休眠遺伝子を活性化するためのさまざまな努力がなされています。この研究では、高温培養に焦点を当てました。最初に、実験室文化収集から3160の放線菌株の熱耐性を調べ、45°Cでよく成長した57の熱耐性放線菌を選択しました。これらの57の熱耐性放線菌は、30°Cと45°Cの両方で液体培地で5日間培養しました。培養スープを1-ブタノールで抽出し、各抽出物をLC/MS分析にかけました。各株の代謝プロファイルは、30°Cと45°Cの培養物の間で比較されました。これらの熱耐性放線菌のほぼ半分が、45°C培養でのみ検出された二次代謝産物を産生することがわかりました。この結果は、高温培養が休眠中の二次代謝産物の生産を誘導することを示唆しています。これらの化合物は、「ヒートショック代謝産物（HSM）」と名付けられました。HSM産生をより詳細に調べるために、最初の57株から18株をランダムに選択し、30°Cと45°Cの6つの異なる培地で栽培しました。前と同様に、各培地の各株の代謝プロファイルを30°Cと45°Cの培養物の間で比較しました。この分析から、合計131のHSMが見つかりました。2つの熱耐性Streptomyces種のHSMSとしていくつかのAngucycline関連化合物を特定しました。さらに、ThermoTolerant Streptomyces sp。ay2。アクチノ菌の高温培養は、休眠中の二次代謝産物生合成遺伝子を活性化するための便利な方法であることを提案します。

In actinomycetes, many secondary metabolite biosynthetic genes are not expressed under typical laboratory culture conditions and various efforts have been made to activate these dormant genes. In this study, we focused on high-temperature culture. First, we examined the thermotolerance of 3160 actinomycete strains from our laboratory culture collection and selected 57 thermotolerant actinomycetes that grew well at 45 °C. These 57 thermotolerant actinomycetes were cultured for 5 days in liquid medium at both 30 °C and 45 °C. Culture broths were extracted with 1-butanol, and each extract was subjected to LC/MS analysis. The metabolic profiles of each strain were compared between the 30 °C and 45 °C cultures. We found that almost half of these thermotolerant actinomycetes produced secondary metabolites that were detected only in the 45 °C culture. This result suggests that high-temperature culture induces the production of dormant secondary metabolites. These compounds were named "heat shock metabolites (HSMs)." To examine HSM production in more detail, 18 strains were selected at random from the initial 57 strains and cultivated in six different media at 30 °C and 45 °C; as before, metabolic profiles of each strain in each medium were compared between the 30 °C and 45 °C cultures. From this analysis, we found a total of 131 HSMs. We identified several angucycline-related compounds as HSMs from two thermotolerant Streptomyces species. Furthermore, we discovered a new compound, murecholamide, as an HSM from thermotolerant Streptomyces sp. AY2. We propose that high-temperature culture of actinomycetes is a convenient method for activating dormant secondary metabolite biosynthetic genes.