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Elucidation of dynamics and colonization mechanisms of microbiota targeting animal extracellular matrices and their application development

Research Project

Project/Area Number 18H02166
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Hashimoto Wataru  京都大学, 農学研究科, 教授 (30273519)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三上 文三  京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (40135611)
高瀬 隆一  京都大学, 農学研究科, 助教 (10842156)
丸山 如江  摂南大学, 理工学部, 助教 (90397563)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Keywords微生物叢 / グリコサミノグリカン / 常在機構 / 感染機構 / プロバイオティクス / X線結晶構造解析 / ムチン
Outline of Final Research Achievements

Regarding microbiota targeting animal extracellular matrices such as glycosaminoglycans for microbial infection and adhesion to host cells, dynamics of microbiota and its molecular systems in response to glycosaminoglycans were clarified through multiomics. GAG-targeting molecular systems were identified in pathogenic bacteria (Streptobacillus and Streptococcus) and indigenous bacteria (probiotic Lactobacillus, harmful Clostridium, and opportunistically pathogenic Bacteroides), and tertiary structures of some systems were determined by X-ray crystallography.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

各組織(腸内等)に優占する細菌が動物宿主から分泌される粘液物質を栄養素として生育した。宿主の食事に依存せずに腸内に恒常的に存在する粘液物質に対する資化性は腸内に優占種として存在する要因の一つと考えられ、微生物叢の常在化(定着や増殖)を理解する上で重要である。また、病原細菌と常在細菌のグリコサミノグリカン標的分子機構の実体解明は、病原細菌の感染防御と善玉菌の優勢増殖を図ることに繋がり、疾患抑制と健康増進に資することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (25 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Bacterial inducible expression of plant cell wall-binding protein YesO through conflict between Glycine max and saprophytic Bacillus subtilis2020

    • Author(s)
      Sugiura Haruka、Nagase Ayumi、Oiki Sayoko、Mikami Bunzo、Watanabe Daisuke、Hashimoto Wataru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 18691-18691

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75359-0

    • NAID

      120006951777

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Novel Hyaluronate Lyase Involved in Pathogenicity of Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis2020

    • Author(s)
      Nguyen VA, Ogura K, Matsue M, Takemoto N, Mukai K, Nakajima Y, Hoang TL, Iwata Y, Sakai N, Wada T, Hashimoto W, Okamoto S, Ichimura H.
    • Journal Title

      Front Microbiol

      Volume: 11 Pages: 552418-552418

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.552418

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bacterial chemotaxis towards polysaccharide pectin by pectin-binding protein2020

    • Author(s)
      Konishi Hidenori、Hio Mamoru、Kobayashi Masahiro、Takase Ryuichi、Hashimoto Wataru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 3977-3977

    • DOI

      10.1038/s41598-020-60274-1

    • NAID

      120006800748

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Streptococcal phosphotransferase system imports unsaturated hyaluronan disaccharide derived from host extracellular matrices2019

    • Author(s)
      Oiki Sayoko、Nakamichi Yusuke、Maruyama Yukie、Mikami Bunzo、Murata Kousaku、Hashimoto Wataru
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Issue: 11 Pages: e0224753-e0224753

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0224753

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Substrate recognition by bacterial solute-binding protein is responsible for import of extracellular hyaluronan and chondroitin sulfate from the animal host2019

    • Author(s)
      Oiki Sayoko、Sato Masahiro、Mikami Bunzo、Murata Kousaku、Hashimoto Wataru
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 83 Issue: 10 Pages: 1946-1954

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1630250

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      2019 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Structural studies on bacterial system used in the recognition and uptake of the macromolecule alginate.2019

    • Author(s)
      Maruyama Y, Hashimoto W, Murata K
    • Journal Title

      Biosci Biotechnol Biochem

      Volume: 83 Issue: 5 Pages: 794-802

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1578642

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  • [Journal Article] Probiotics in human gut microbiota can degrade host glycosaminoglycans2018

    • Author(s)
      Kawai Keigo、Kamochi Reiko、Oiki Sayoko、Murata Kousaku、Hashimoto Wataru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 10674-10674

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28886-w

    • NAID

      120006491970

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  • [Presentation] 細胞外マトリックスを標的とするレンサ球菌の分子機構とその病原性2021

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      小倉 康平、橋本 渉
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      第94回日本細菌学会総会
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  • [Presentation] Novel hyaluronate lyase involved in pathogenicity of Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis2021

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      Van An Nguyen, Kohei Ogura, Miki Matsue, Norihiko Takemoto, Wataru Hashimoto, Shigefumi Okamoto, and Hiroshi Ichimura
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
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  • [Presentation] ヒト腸内優占Bacteroides属細菌による動物宿主グリコサミノグリカン由来不飽和ウロン酸の代謝2021

    • Author(s)
      高瀬 隆一、幸田 有希渚、渡辺 大輔、橋本 渉
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      日本農芸化学会2021年度大会
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      穴水 康太郎、髙瀬 隆一、日尾 守、渡辺 大輔、三上 文三、橋本 渉
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒアルロン酸サプリメントに応答するヒト口腔内細菌叢の動態と病原性優占菌の新規な遺伝子クラスター2021

    • Author(s)
      藪内 駿、髙瀬 隆一、渡辺 大輔、橋本 渉
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部第514回講演会
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  • [Presentation] ヒト腸内細菌叢による海藻多糖アルギン酸の分解と単離菌のゲノム構造2021

    • Author(s)
      宮本 侑季、髙瀬 隆一、渡辺 大輔、橋本 渉
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部第514回講演会
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  • [Presentation] 食事非依存的環境における腸内細菌叢の動態シミュレーション2020

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      梶川 幹太、佐藤 賢宏、髙瀬 隆一、渡辺 大輔、橋本 渉
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部第513回講演会
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  • [Presentation] プロバイオティクス性乳酸菌由来不飽和ウロン酸代謝の初発酵素KduIのX線結晶構造解析2020

    • Author(s)
      山本 雄大、髙瀬 隆一、岩瀬 久夢、渡辺 大輔、三上 文三、橋本 渉
    • Organizer
      日本応用糖質科学会第46回近畿支部会
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  • [Presentation] 宿主粘液物質を標的とするヒト常在細菌の分子機構とその多様性2020

    • Author(s)
      橋本 渉
    • Organizer
      日本DNA多型学会第29回学術集会
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  • [Presentation] 走化性発現に関わる細菌由来ペクチン認識タンパク質の立体構造2020

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      穴水 康太郎、髙瀬 隆一、日尾 守、渡辺 大輔、三上 文三、橋本 渉
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 動物宿主由来多糖を資化する腸内優占菌の膜小胞形成2020

    • Author(s)
      幸田 有希渚、髙瀬 隆一、渡辺 大輔、野村 暢彦、橋本 渉
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 宿主細胞外多糖ヒアルロン酸の分解によるヒト口腔内常在細菌叢の形成2020

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      藪内 駿、髙瀬 隆一、渡辺 大輔、橋本 渉
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      日本農芸化学会関西支部第512回講演会
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  • [Presentation] 子宮内無菌仮説の例外としてのB群連鎖球菌による宿主細胞外多糖の資化2020

    • Author(s)
      佐藤 賢宏、老木 紗予子、髙瀬 隆一、渡辺 大輔、橋本 渉
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部第512回講演会
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  • [Presentation] プロバイオティクス性Bacteroides属細菌による次世代発酵乳2019

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      山本 雄大、佐藤 賢宏、髙瀬 隆一、渡辺 大輔、橋本 渉
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      日本農芸化学会関西支部第511回講演会
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  • [Presentation] 動物細胞外多糖を標的とする常在菌の分子機構2019

    • Author(s)
      橋本 渉
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      日本応用糖質科学会第45回近畿支部会
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  • [Presentation] 動物細胞外粘性物質を窒素源として利用する腸内優占菌とそのプロバイオティクスへの応用2019

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      梶川 幹太、佐藤 賢宏、髙瀬 隆一、橋本 渉
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      日本農芸化学会関西・中部支部2019年度合同大会(第510回記念講演会)
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  • [Presentation] フソバクテリアによる宿主動物由来細胞外グリコサミノグリカンの認識2019

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      老木 紗予子、藪内 駿、三上 文三、高瀬 隆一、橋本 渉
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      第92回日本生化学会大会
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      橋本 渉
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      宮本 侑季、髙瀬 隆一、橋本 渉
    • Organizer
      日本生化学会66回近畿支部例会
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  • [Presentation] 次世代プロバイオティクスBacteroides属細菌による動物宿主由来粘液物質の資化と腸内優占性2019

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      佐藤 賢宏、久門 知也、梶川 幹太、村田 幸作、橋本 渉
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      日本農芸化学会2019年度大会
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  • [Presentation] SDGsにおける微生物の貢献~エネルギー・環境保全対策を中心に~2019

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      橋本 渉、河井 重幸、村田 幸作
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      日本農芸化学会2019年度大会
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  • [Presentation] 腸内日和見菌Clostridium perfringensにおける網羅的な遺伝子発現解析と病原因子ヒアルロン酸分解酵素の分子同定2019

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      日本農芸化学会関西支部第507回講演会
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      奥村 憲史、丸山 如江、三上 文三、村田 幸作、橋本 渉
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      老木 紗予子、村田 幸作、橋本 渉
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      日本農芸化学会関西支部大会(第505回講演会)
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      丸山 如江、村田 幸作、橋本 渉
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      蛋白研セミナー& SPring-8 先端利用技術ワークショップ「第2回 SPring-8 における蛋白質構造生物学研究の現状と将来」
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    • Invited
  • [Book] 遺伝子・細胞から見た 応用微生物学2020

    • Author(s)
      阪井 康能、竹川 薫、橋本 渉、片山高嶺
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254431247
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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