青枯病菌と繊維状ファージの相互作用機構解析：バイオコントロールへの利用

• Project/Area Number: 14F03086
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Naval and maritime engineering
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 山田 隆 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (40230461)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ASKORA Ahmed 広島大学, 先端物質科学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2014: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: 青枯病菌 / バクテリオファージ / phiRSM / バイオコントロール / ワクチン

Outline of Annual Research Achievements

（１）繊維状ファージφRSM感染によって引き起こされる宿主菌病原性喪失の分子基盤の確立:φRSM感染により宿主細胞表面が変化し、ファージタンパク質の蓄積とファージ粒子の形成・放出が起こる。その結果、クオーラム感知活性の低下を招きバイオフィルム形成能減少、病原性の発現の抑制が起こる事が示された。また、φRSMのゲノムにコードされたリプレッサー遺伝子ORF15によって、宿主病原性制御遺伝子(phcA)が発現抑制されることを確認した(論文発表)。
（２）新規小型セリンレコンビナーゼによる繊維状ファージφRSMの宿主ゲノム組み込み機構の解明: φRSM1がコードする新規小型セリンレコンビナーゼ遺伝子ORF14がファージの宿主ゲノムへの組み込み（プロファージ化）に働く事をin vivo系で証明した。このφRSM1-ORF14の発現ベクターへのクローニングに成功し、in vitroでの反応系において、組換え基質DNA配列、必須ヌクレオチド部位、酵素ヌクレオチド相互作用の詳細な解析を行った。
（３）φRSM感染菌がもたらす植物病害抵抗性増強効果（ワクチン効果）の分子基盤
確立:φRSM感染によって非病原化した細菌の接種により、植物の防御遺伝子発現を誘導できることを示した。
（４）φRSM感染菌／青枯病ワクチンを例としての植物病コントロール用ファージワクチンの検討・探索:より多種の青枯病菌に対応するコントロール技術を開発するためには、宿主域の広いファージを取得する必要がある。新たに青枯病菌に感染する新規ファージを単離した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Insights into the diversity of φRSM phages infecting strains of the phytopathogen Ralstonia solanacearum complex : regulation and evolution (2014)
  • Author(s): Ahmed Askora, Takeru Kawasaki, Makoto Fujie and Takashi Yamada
  • Journal Title: Mol. Genet. Genom. Volume: 289(in press) Issue: 4 Pages: 589-598
  • DOI: 10.1007/s00438-014-0835-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The filamentous phage XacF1 causes loss of virulence in Xanthomonas axonopodis pv. citri, the causative agent of citrus canker disease. (2014)
  • Author(s): Ahmad, A.A., Askora, A., Kawasaki,T., Fujie, M., and Yamada,T.
  • Journal Title: Front. Microbiol. Volume: 5 Pages: 3211-11
  • DOI: 10.3389/fmicb.2014.00321
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Disruption of gspD and its Effects on Endoglucanase Activity and Filamentous Phage Secretion in Ralstonia solanacearum (2014)
  • Author(s): Addy, H., Askora, A., Kawasaki, T., Fujie, M., and Yamada, T.
  • Journal Title: Proc. Environ. Sci. Volume: 20 Pages: 753-759
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Diversity of φRSM-type phages infecting Ralstonia solanacearum: regulation and evolution. (2014)
  • Author(s): Askora A.
  • Organizer: 2nd Intl Symp. New Stages of Phage Biocontrol of Plant Diseases
  • Place of Presentation: Higashi-Hiroshima, Japan
  • Year and Date: 2014-09-18
  • Invited
• [Presentation] Molecular characterization of a new filamentous phage infecting Ralstonia. solanacearum with a wide host rang (2014)
  • Author(s): Askora A., Kawasaki, Fujie, M., Yamada, T.
  • Organizer: Annual Meeting of the Society of Biotechnology 2014
  • Place of Presentation: Sapporo, Japan
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] The filamentous phage XacF1 causes loss of virulence in Xanthomonas axonopodis pv. citri, the causative agent of citrus canker disease. (2014)
  • Author(s): Ahmad A.A., Askora A., Kawasaki,T., Fujie, M., and Yamada,T.
  • Organizer: APS Annual Meeting
  • Place of Presentation: Minneapolis, Mi, USA
  • Year and Date: 2014-08-09 – 2014-08-13
• [Remarks] 広島大学大学院先端物質科学研究科生命分子情報学研究室ホームページ
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/mbiotech/ichikou/index.html