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Identification and functional analysis of genes important for the activity of bifidobacteria in the intestine harboring intestinal microbiota

Research Project

Project/Area Number 16H04893
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Fukiya Satoru  北海道大学, 農学研究院, 講師 (10370157)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小椋 義俊  九州大学, 医学研究院, 准教授 (40363585)
園山 慶  北海道大学, 農学研究院, 教授 (90241364)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Keywordsビフィズス菌 / 腸内活動 / INSeq法 / R-IVET / 腸内細菌叢 / 腸管定着 / 応用微生物
Outline of Final Research Achievements

Bifidobacteria are well-known for their beneficial effects on human health, but the molecular mechanisms how bifidobacteria are colonizing and surviving in the intestine are not fully understood especially in the presence of the intestinal microbiota. To clarify the molecular mechanisms, the breeding system of the conventional mice that allows long-term colonization of the human-derived bifidobacteria was established. Using this system, bifidobacterial genes specifically expressed in the intestine were identified by R-IVET analysis. Furthermore, a transposon mutant library comprising 48,000 mutants was constructed and administered to the germ-free mice. Increase and decrease of each mutant in the intestine were comprehensively evaluated by the INSeq analysis. Finally, 442 genes were identified that were important to the colonization and survival in the intestine.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,R-IVET法とINSeq法という分子生物学的な手法を駆使して,腸内で特異的に発現する遺伝子および腸内での生存・定着に重要なビフィズス菌遺伝子を多数同定することができた.この成果は,ビフィズス菌が腸内でどのようなメカニズムで活動し,健康に有用な効果を発揮しているのかというビフィズス菌研究の根源的な問いに答える端緒となるものである.また,高齢化によって腸内での菌数が減少することが知られているビフィズス菌をどのようにして維持し,健康維持につなげるのか,その方策の基盤となる情報を得られたという点で,社会的にも重要な研究であると評価することができる.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] A transposon mutagenesis system for Bifidobacterium longum subsp. longum based on an IS3 family insertion sequence, ISBlo112018

    • Author(s)
      Sakanaka Mikiyasu、Nakakawaji Shingo、Nakajima Shin、Fukiya Satoru、Abe Arisa、Saburi Wataru、Mori Haruhide、Yokota Atsushi
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology

      Volume: 84 Issue: 17

    • DOI

      10.1128/aem.00824-18

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 腸内細菌叢の機能理解に向けて2017

    • Author(s)
      吹谷 智,横田 篤
    • Journal Title

      KAGAKU TO SEIBUTSU

      Volume: 55 Issue: 9 Pages: 637-643

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.55.637

    • NAID

      130007437431

    • ISSN
      0453-073X, 1883-6852
    • Year and Date
      2017-08-20
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ビフィズス菌の腸内生存・定着機構の解明に向けたINSeq法の確立とその評価2018

    • Author(s)
      中島 森、久保勇貴、中川路伸吾、阪中幹祥、小椋義俊、吉本 真、吉田圭佑、清水(肖)金忠、小田巻俊孝、林 哲也、横田 篤、吹谷 智
    • Organizer
      日本乳酸菌学会2018年度大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト由来ビフィズス菌Bifidobacterium longum 105-Aが 通常飼育マウス腸内に定着可能な飼育試験系の確立2018

    • Author(s)
      嶋田みな、川瀬陽平、園山 慶、小椋義俊、林 哲也、横田 篤、吹谷 智
    • Organizer
      日本乳酸菌学会2018年度大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス腸内への定着に寄与するビフィズス菌遺伝子の網羅的同定に向けたINSeq 法の確立2018

    • Author(s)
      久保勇貴、中島 森、中川路伸吾、阪中幹祥、小椋義俊、吉本 真、吉田圭佑、清水(肖)金忠、小田巻俊孝、林 哲也、横田 篤、吹谷 智
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] トランスポゾン変異株集団を用いたビフィズス菌の腸内生存戦略の解明手法の確立2018

    • Author(s)
      中島 森,中川路 伸吾,阪中 幹祥,小椋 義俊,林 哲也,横田 篤,吹谷 智
    • Organizer
      第12回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 消化管における生存と定着に寄与するビフィズス菌遺伝子の探索系の構築2017

    • Author(s)
      中川路 伸吾、中島 森、阪中 幹祥、小椋 義俊、林 哲也、横田 篤、吹谷 智
    • Organizer
      公益社団法人日本農芸化学会 2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 消化管における生存と定着に寄与するビフィズス菌遺伝子の網羅的同定に向けたINSeq法の確立2017

    • Author(s)
      中島 森,中川路 伸吾,阪中 幹祥,小椋 義俊,林 哲也,横田 篤,吹谷 智
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 腸内細菌叢存在下での遺伝子機能解析を志向したヒト由来ビフィズス菌 Bifidobacterium longum 105-A の通常飼育マウス腸内での長期定着飼育試験系の確立2017

    • Author(s)
      川瀬 陽平,嶋田 みな,園山 慶,横田 篤,吹谷 智
    • Organizer
      平成29年度日本農芸化学会北海道支部第2回講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of two gene-mutagenesis systems in Bifidobacterium longum2016

    • Author(s)
      Satoru Fukiya
    • Organizer
      5th Asian Federation of Societies for Lactic Acid Bacteria International Symposium
    • Place of Presentation
      Howard International House (台北・台湾)
    • Year and Date
      2016-11-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] R-IVET法によるマウス消化管特異的に発現するビフィズス菌遺伝子の同定2016

    • Author(s)
      石神 夏実, 河口 礼佳, 平等 清夏, 阪中 幹祥, 横田 篤, 吹谷 智
    • Organizer
      第68回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2016-09-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of practical gene-mutagenesis systems in Bifidobacterium longum2016

    • Author(s)
      Satoru Fukiya
    • Organizer
      4th International Symposium on Propionibacteria and Bifidobacteria
    • Place of Presentation
      Rochestown Park Hotel (コーク・アイルランド)
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ビフィズス菌の2つの遺伝子変異導入系の確立:標的遺伝子への欠失変異導入系とトランスポゾン変異導入系2016

    • Author(s)
      吹谷 智
    • Organizer
      公益社団法人 日本農芸化学会 北海道支部第1回講演会
    • Place of Presentation
      ホテル函館ロイヤル(北海道・函館市)
    • Year and Date
      2016-08-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of practical gene-mutagenesis systems in bifidobacteria2016

    • Author(s)
      Satoru Fukiya
    • Organizer
      2016 KSBB Spring Meeting and International Symposium
    • Place of Presentation
      Gyeongju Hwabaek International Convention Center (慶州・韓国)
    • Year and Date
      2016-04-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 腸内生存に寄与するビフィズス菌遺伝子の同定に向けたINSeq法の確立2016

    • Author(s)
      中川路 伸吾,中島 森,阪中 幹祥,横田 篤,吹谷 智
    • Organizer
      2016年度 公益社団法人 日本生物工学会 北日本支部 札幌シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部(北海道・札幌市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] The Bifidobacteria and Related Organisms2017

    • Author(s)
      Satoru Fukiya, Mikiyasu Sakanaka, Atsushi Yokota
    • Total Pages
      324
    • Publisher
      Academic Press
    • ISBN
      9780128050606
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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