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Molecular mechanism to maintain homeostasis in gut microbiota through protein-protein cross-linking by transglutaminase

Research Project

Project/Area Number 15H04353
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Functional biochemistry
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kawabata Shun-ichiro  九州大学, 理学研究院, 教授 (90183037)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) SHIBATA Toshio  九州大学, 大学院理学研究院, 助教 (00614257)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords腸内細菌叢 / 囲食膜 / トランスグルタミナーゼ / タンパク質間の架橋 / キチン結合タンパク質 / ポリアミン / ノトバイオートハエ / 遺伝子ノックダウウン / Peritrophin / 自然免疫 / 抗菌ペプチド / 腸内細菌 / ノトバイオート / ノックダウン / キイロショウジョウバエ / 脂質修飾 / ミリストイル化 / パルミトイル化 / タンパク質架橋 / ショウジョウバエ / 共生 / 活性酸素 / 共生細菌 / シンビオシス / ディスビオシス
Outline of Final Research Achievements

We obtained following findings through the project on Drosophila TG supported by this grant. TG (i) plays an important role in cuticular morphogenesis, hemolymph coagulation, and entrapment against invading pathogens, (ii) suppresses the immune deficiency pathway to enable immune tolerance against commensal bacteria through the incorporation of polyamines into the NF-κB-like transcription factor Relish as well as through the protein-protein cross-linking of Relish, (iii) forms a physical matrix in the gut through cross-linking of chitin-binding proteins, and (iv) is involved in the maintenance of homeostasis in microbiota in the gut. In addition, we found the evidence that TG-A, one of alternative splicing-derived isoforms of Drosophila TG, is secreted through an endoplasmic reticulum/Golgi-independent pathway involving exosomes and fatty acylations.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (44 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (36 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Pluripotency and a secretion mechanism of Drosophila transglutaminase2018

    • Author(s)
      Toshio Shibata, Shun-ichiro Kawabata
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 163 Issue: 3 Pages: 165-176

    • DOI

      10.1093/jb/mvx059

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  • [Journal Article] Drosophila TG-A transglutaminase is secreted via an unconventional Golgi-independent mechanism involving exosomes and two types of fatty acylations2017

    • Author(s)
      Toshio Shibata, Jinki Hadano, Daichi Kawasaki, Xiaoqing Dong, Shun-ichiro Kawabata
    • Journal Title

      The Journal of Biological Chemistry

      Volume: 292 Issue: 25 Pages: 10723-10734

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.779710

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  • [Journal Article] Transglutaminase-catalyzed incorporation of polyamines masks the DNA-binding region of the transcription factor relish.2017

    • Author(s)
      Maki, K., Shibata, T., and Kawabata, S.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 292 Issue: 15 Pages: 6369-6380

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.779579

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    • Author(s)
      Sekihara, S., Shibata, T., Hyakkendani, M., and Kawabata, S.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 291 Issue: 48 Pages: 25077-25087

    • DOI

      10.1074/jbc.m116.761791

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  • [Journal Article] Crosslinking of a peritrophic matrix protein protects gut epithelia from bacterial exotoxins.2015

    • Author(s)
      Shibata, T., Maki, K., Hadano, J., Fujikawa, T., Kitazaki, K., Koshiba, T., and Kawabata, S.
    • Journal Title

      PLoS Pathogens

      Volume: 11 Issue: 10 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1005244

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  • [Presentation] ショウジョウバエ腸内細菌の共生と破綻の分子機構. 第90回日本細菌学会総会2017

    • Author(s)
      川畑俊一郎
    • Organizer
      第90回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2017-03-19
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  • [Presentation] Transglutaminase-catalyzed crosslinking of peritrophic matrix proteins maintains the gut epithelial immunity in Drosophila.2017

    • Author(s)
      Shibata, T., Maki, K., Fujikawa, T., and Kawabata, S.
    • Organizer
      European Drosophila Research Conference.
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  • [Presentation] Transglutaminase-catalyzed crosslinking of peritrophic matrix proteins maintains the gut epithelial immunity in Drosophila.2017

    • Author(s)
      Shibata, T., Maki, K., Fujikawa, T., and Kawabata, S.
    • Organizer
      Entomology 2017 in the Annual meeting of Entomological Society of America.
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  • [Presentation] エクソソームを介したショウジョウバエトランスグルタミナーゼの細胞外分泌機構.2017

    • Author(s)
      柴田俊生、羽田野仁喜、川崎大地、董暁晴、川畑俊一郎
    • Organizer
      平成29年度日本生化学会九州支部例会
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      槇 光輝、柴田俊生、川畑俊一郎
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      柴田俊生、羽田野仁喜、川崎大地、董暁晴、川畑俊一郎
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      第28回日本生体防御学会、 相模原市文化会館
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      柴田 俊生,羽田野 仁喜,川崎 大地,Dong Xiaoqing,川畑 俊一郎
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      日本比較免疫学会第29回学術集会、北海道大学
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  • [Presentation] 架橋酵素とポリアミンを介したNF-κB様転写因子Relishの調節機構.2017

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      槇 光輝,柴田 俊生,川畑 俊一郎
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      日本比較免疫学会第29回学術集会、北海道大学
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    • Author(s)
      柴田 俊生、槇 光輝、川畑 俊一郎
    • Organizer
      第90回日本生化学会大会、神戸ポートアイランド
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  • [Presentation] トランスグルタミナーゼとポリアミンを介したNF-κB転写因子の調節機構2017

    • Author(s)
      槇 光輝,柴田 俊生,川畑 俊一郎
    • Organizer
      第90回日本生化学会大会、神戸ポートアイランド
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  • [Presentation] ショウジョウバエ囲食膜タンパク質 Peritrophin-15 の機能解析2017

    • Author(s)
      深江由望,槇 光輝,柴田 俊生,川畑 俊一郎
    • Organizer
      第90回日本生化学会大会、神戸ポートアイランド
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  • [Presentation] RNA interference directed against the Transglutaminase gene triggers dysbiosis of gut microbiota in Drosophila.2016

    • Author(s)
      Sekihara, S., Shibata, T., and Kawabata, S.
    • Organizer
      The Second Asian Invertebrate Immunology Symposium
    • Place of Presentation
      Yuanzheng Qizhen Hotel, Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-10-14
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  • [Presentation] Fatty-acid modifications control intracellular localization and secretion of Drosophila transglutaminase.2016

    • Author(s)
      Shibata, T., Hadano, J., and Kawabata, S.
    • Organizer
      The Second Asian Invertebrate Immunology Symposium
    • Place of Presentation
      Yuanzheng Qizhen Hotel, Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-10-14
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  • [Presentation] Fatty-acid modifications control secretion of an alternative splicing form of Drosophila transglutaminase is secreted on exosome-like vesicles.2016

    • Author(s)
      Dong, X., Shibata, T., Hadano, J., and Kawabata, S.
    • Organizer
      The Second Asian Invertebrate Immunology Symposium
    • Place of Presentation
      Yuanzheng Qizhen Hotel, Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-10-14
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  • [Presentation] Functional analysis of a peritrophic matrix protein in Drosophila.2016

    • Author(s)
      Maki, K., Fukae, Y., Shibata, T., and Kawabata, S.
    • Organizer
      The Second Asian Invertebrate Immunology Symposium
    • Place of Presentation
      Yuanzheng Qizhen Hotel, Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-10-14
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  • [Presentation] S-Palmitoylation is essential for secretion of transglutaminase upon bacterial infection.2016

    • Author(s)
      Hadano, J., Shibata, T., Dong, X., and Kawabata, S.
    • Organizer
      The Second Asian Invertebrate Immunology Symposium
    • Place of Presentation
      Yuanzheng Qizhen Hotel, Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-10-14
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  • [Presentation] ショウジョウバエトランスグルタミナーゼの細菌感染依存的な細胞外分泌機構2016

    • Author(s)
      羽田野仁喜、柴田俊生、董暁晴、川畑俊一郎
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      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
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      2016-09-25
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      関原早苗、柴田俊生、川畑俊一郎
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      第89回日本生化学会大会
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      仙台国際センター
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      2016-09-25
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      柴田俊生、羽田野仁喜、董暁晴、川畑俊一郎
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      第89回日本生化学会大会
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      仙台国際センター
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      2016-09-25
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      槇 光輝、柴田俊生、川畑俊一郎
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      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2016-09-25
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      柴田俊生、羽田野仁喜、川畑俊一郎
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      日本比較免疫学会第28回学術集会
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      東京医科歯科大学
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      深江由望、槇 光輝、柴田俊生、川畑俊一郎
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      日本比較免疫学会第28回学術集会
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      東京医科歯科大学
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      槇 光輝、柴田俊生、川畑俊一郎
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      日本比較免疫学会第28回学術集会
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      東京医科歯科大学
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      2016-08-18
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      川畑俊一郎
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      第27回日本生体防御学会学術総会
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      九州大学馬出キャンパス
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      柴田俊生、羽田野仁喜、川畑俊一郎
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      第27回日本生体防御学会学術総会
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      九州大学馬出キャンパス
    • Year and Date
      2016-07-07
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      槙 光輝、深江由望、柴田俊生、川畑俊一郎
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      平成28年度日本生化学会九州支部例会
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      鹿児島大学郡元キャンパス
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      2016-05-14
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      深江由望、槙 光輝、柴田俊生、川畑俊一郎
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      平成28年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      2016-05-14
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      董 暁晴、柴田俊生、羽田野仁喜、田川圭介、川畑俊一郎
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      平成28年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      2016-05-14
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      柴田俊生、董 暁晴、羽田野仁喜、川畑俊一郎
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      平成28年度日本生化学会九州支部例会
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      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      2016-05-14
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      柴田俊生、羽田野仁喜、田川圭介、関原早苗、川畑俊一郎
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      第88回日本生化学会大会
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      神戸ポートアイランド国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-01
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      羽田野仁喜、柴田俊生、川畑俊一郎
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      第88回日本生化学会大会
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      神戸ポートアイランド国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-01
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      第27回日本比較免疫学会学術集会
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      福井県小浜市働く婦人の家
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      第27回日本比較免疫学会学術集会
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      福井県小浜市働く婦人の家
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      2015-08-21
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      柴田俊生、関原早苗、藤川 匠、槇 光輝、宮地隆太、石原 健、小柴琢己、川畑俊一郎
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      第36回日本炎症・再生医学会
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      東京虎ノ門ヒルズ森タワー
    • Year and Date
      2015-07-21
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      柴田俊生、羽田野仁喜、関原早苗、小柴琢己、川畑俊一郎
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      平成27年度第26回日本生体防御学会学術総会
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      東京台東区生涯学習センターミレニアムホール
    • Year and Date
      2015-07-10
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      福岡 九州大学
    • Year and Date
      2015-05-16
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  • [Book] Transglutaminase in Invertebrates. In Transglutaminases: multiple functional modifier and targets for new drug discovery2015

    • Author(s)
      Shibata, T. and Kawabata, S.
    • Total Pages
      391
    • Publisher
      Springer
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      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~biopoly/

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      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~biopoly/

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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