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歯周病原性細菌の新規ゲノム多様化機構と口腔内生存戦略

Research Project

Project/Area Number 12J05796
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Morphological basic dentistry
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

渡辺 孝康  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsPorphyromonas gingivalis / 歯周病原細菌 / 比較ゲノム解析 / ゲノム再構成 / 遺伝的組換え / CRISPR / トランスクリプトーム
Research Abstract

歯周病原細菌Porphyromonas gingivalisのゲノム上に存在する反復配列clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)の比較解析を中心として, ゲノム情報に基づいた多数の臨床分離株の系統学的解析や発現解析により, CRISPRと遺伝子間領域が本菌の口腔内生存戦略において担う機能の解明を本研究の目的とした.
まず, P. gingivalis 51株において, 次世代シーケンサー MiSeq (Illumina社)を用いてドラフトゲノム配列を決定した. 全株に共通して存在する遺伝子数および遺伝子クラスター数の, 株数増加に伴う変化を予測したところ, pan-genome sizeが収束しないopen pan-genomeであることが示された. これより, P. gingivalisは他の細菌種などからの遺伝子獲得により, 進化・多様化を図っているものと考えられた.
次に, P. gingivalis 51株において, CRISPRの構成要素であるスペーサー配列が3,223個され, クラスタリングにより2,018種類のnon-redundantなスペーサーに分類された. 各ゲノムに1コピーのみ存在するコア遺伝子341種類による系統樹を作成したところ, 保有スペーサーの種類が類似する株群が, 系統樹において近い系統距離を示した. よって, P. gingivalisではCRISPRが進化・多様化に関わると考えられた.
さらに, スペーサー2,018種類の中で標的配列が同定されたもののうち98.0%(603/615)は, P. gingivalisのゲノム配列を標的としていた. その603種類のスペーサーのうち167種類は遺伝子領域, 残り436種類は非遺伝子領城を標的としており, 前者のうち37.7%(63/167)は, 接合トランスポゾン上の遺伝子領域を標的としていた. よってP. gingivalisはCRISPRにより菌体間組換えを抑制的に制御すると考えられた.

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] 原核生物の新規な獲得免疫機構CRISPR/Casシステム2013

    • Author(s)
      渡辺孝康, 中川一路, 丸山史人
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 51 Pages: 440-443

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CRISPR regulation of intraspecies diversification by limiting IS transposition and intercellular recombination2013

    • Author(s)
      Watanabe T, Nozawa T, Aikawa C, Amano A, Maruyama F, Na kagawa I.
    • Journal Title

      Genome Biology and Evolution

      Volume: 5 Issue: 6 Pages: 1099-1114

    • DOI

      10.1093/gbe/evt075

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete genome sequence of a Propionibacterium acnes isolate from a sarcoidosis patient.2013

    • Author(s)
      Minegishi K, Aikawa C, Furukawa A, Watanabe T, Nakano T, Ogura Y, Ohtsubo Y, Kurokawa K, Hayashi T, Maruyama F, Nakagawa I, Eishi Y
    • Journal Title

      Genome Announcement

      Volume: 1 Issue: 1 Pages: 16-12

    • DOI

      10.1128/genomea.00016-12

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete genome sequence of the serotype k Strept ococcus mutans strain LJ23.2012

    • Author(s)
      Aikawa C, Furukawa N, Watanabe T, Minegishi K, Furukawa A, Eishi Y, Oshima K, Kurukawa K, Hattori M, Nakano K, Maruyama F, Nakagawa I, Ooshima T
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology

      Volume: 194 Issue: 10 Pages: 2754-2755

    • DOI

      10.1128/jb.00350-12

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 歯周病原細菌におけるCRISPRのゲノム進化制御2014

    • Author(s)
      渡辺孝康、野澤孝志、相川知宏、丸山史人、中川一路
    • Organizer
      日本細菌学会総会(第87回)
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯周病原細菌におけるCRISPRのゲノム進化制御2014

    • Author(s)
      渡辺孝康、野澤孝志、相川知宏、丸山史人、中川一路
    • Organizer
      日本ゲノム微生物学会年会(第8回)
    • Place of Presentation
      東京農業大学世田谷キャンパス(東京)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 多株ゲノム情報から見出された歯周病原細菌CRISPRの新機能2013

    • Author(s)
      渡辺孝康、野澤孝志、相川知宏、遠藤亜希子、丸山史人、中川一路
    • Organizer
      日本ゲノム微生物学会若手の会研究会(第7回)
    • Place of Presentation
      ろうきん研修所富士センター(静岡)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPRとゲノム構造からみた歯周病原細菌の共存機構2013

    • Author(s)
      渡辺孝康、遠藤亜希子、丸山史人、和泉雄一、中川一路
    • Organizer
      NGS現場の会(第3回)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPR regulation of intra-species diversification by limiting IS transpo sition and inter-cellular recombination2013

    • Author(s)
      Watanabe T, Nozawa T, Aikawa C, Maruyama F, Nakagawa I.
    • Organizer
      General meeting of the American Society for Microbioloty (113th)
    • Place of Presentation
      Colorado Convention Center (Denver, U.S.)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝的組換えとCRISPRによる相反的な細菌種内多様性制御2013

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      渡辺孝康、野澤孝志、相川知宏、遠藤亜希子、丸山史人、中川一路
    • Organizer
      日本細菌学会総会(第86回)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 細菌種内多様性創出の新規制御機構2013

    • Author(s)
      渡辺孝康、野澤孝志、相川知宏、遠藤亜希子、丸山史人、中川一路
    • Organizer
      日本ゲノム微生物学会年会(第7回)
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学(滋賀)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPR解析による歯周病原性細菌の種内多様性創出機構の解明2012

    • Author(s)
      渡辺孝康、野澤孝志、相川知宏、遠藤亜希子、丸山史人、中川一路
    • Organizer
      日本ゲノム微生物学会若手の会研究会(第6回)
    • Place of Presentation
      ろうきん研修所富士センター(静岡)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 可動性因子が生み出すPorphyromonas gingivalis種内多様性機構の解明2012

    • Author(s)
      渡辺孝康、野澤孝志、相川知宏、遠藤亜希子、丸山史人、中川一路
    • Organizer
      歯科基礎医学会学術大会(第54回)
    • Place of Presentation
      奥羽大学(福島)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 可動性遺伝因子による歯周病原性細菌の種内多様性創出2012

    • Author(s)
      渡辺孝康、野澤孝志、相川知宏、遠藤亜希子、丸山史人、中川一路
    • Organizer
      細菌学若手コロッセウム(第6回)
    • Place of Presentation
      八王子セミナーハウス(東京)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Intraspecific diversification of periodontal bacterium Porphyromonas gingivalis clarified by comparative mobilome anaysis.2012

    • Author(s)
      Watanabe T, Furukawa N, Nozawa T, Aikawa C, Haobam B, Endo A, Maruyama F, Nakagawa I
    • Organizer
      General meeting of the American Society for Microbioloty (112th)
    • Place of Presentation
      Moscone North and South(San Francisco, U.S.)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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