・はじめに

　抗生物質は微生物がつくる天然薬物であり化学療法薬として、また近年は免疫抑制薬としても使用されているものもある。 抗生物質の多くは土壌に生息している放線菌によって生産されるが、なぜこのような微生物が多くの抗生物質などの2次代謝産物を生産する能力を有しているのかは不明であった。 放線菌Streptomyces属の2種の菌株のゲノム解析が完了し、この菌種の2次代謝産物生合成に関わる遺伝子の多様性が明らかにされてきた。

　ゲノム解析を開始する以前にはS. avermitlisの生産する２次代謝産物はエバーメクチン、同じくポリケチド化合物のオリゴマイシン、メラニン（tyrosinaseによる）、 胞子色素（II型ポリケチド合成酵素による芳香族化合物）およびホモゲンチジン酸由来の可溶性色素であることが確認されていた。S. avermitilisのゲノム配列の 99%以上を決定した時点で公開されている２次代謝生合成遺伝子のデータを基に相同性検索を行いエバーメクチン生合成遺伝子群を含む25種の遺伝子群を見出すことができた。 その後、ゲノム解析が完了してから再度、検索を行った結果、新たに7つの生合成遺伝子群が確認され、総計32個にもおよぶ２次代謝生合成に関与する遺伝子群が S. avermitilisの染色体上にコードされていることが明らかとなった。なお、S. coelicolor A3(2)のゲノムには20種の生合成遺伝子群が見つかった。

S. avermitilisおよびS. coelicolor A3(2)のゲノム上の2次代謝産物生合成遺伝子群の分布

32種の2次代謝産物生合成遺伝子群の染色体上での分布

No.	Category	Cluster	Start(nt)	End(nt)	Genes	Length (bp)
1	pigment	melC-1	1424869	1426085	2	1217
2	pigment	spp	3480598	3487905	8	7308
3	pigment	hpd	6253610	6254755	1	1146
4	siderophore	sid	6383181	6390351	6	7171
5	pigment	melC-2	6500109	6501345	2	1237
6	other	ect	7670236	7673431	4	3196
				Subtotal	23	21275
7	terpene	tpc1	86073	87080	1	1008
8	terpene	crt	1285187	1293904	7	8718
9	terpene	hop	2020191	2026846	5	6656
10	terpene	geo	2635583	2640003	3	4421
11	terpene	ptl	3745497	3758093	12	12597
12	terpene	tpc2	3788761	3791219	2	2459
				Subtotal	30	35859
13	polyketide	pks11	113361	118594	2	5234
14	polyketide	pte	487415	567017	13	79603
15	polyketide	ave	1132045	1212960	18	80916
16	polyketide	pks2	1895794	1913284	4	17491
17	polyketide	pks3	2773878	2784841	7	10964
18	polyketide	pks5	2877941	2894413	4	16473
19	polyketide	pks9	2897395	2913535	15	16141
20	polyketide	olm	3534525	3634592	12	100068
21	polyketide	pks8	4527901	4540450	14	12550
22	polyketide	rpp	8490207	8492484	2	2278
23	polyketide	pks4	8553602	8561604	3	8003
24	polyketide	pks1	8776963	8789766	4	12804
				Subtotal	98	362525
25	peptide	nrps6	754376	763274	7	8899
26	peptide	nrps7	991484	1042269	32	50786
27	peptide	nrps8	1549424	1554224	3	4801
28	peptide	nrps3	3930088	3938730	6	8643
29	peptide	nrps1	3974805	3996189	7	21385
30	peptide	nrps2	4494250	4526990	16	32741
31	peptide	nrps5	7930737	7937201	4	6465
32	peptide	nrps4	8522760	8530697	5	7938
				Subtotal	80	141658
				Total	231	561317