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Analysis of survival strategy and pathogenic factors of bacteria using silk worm infection model

Research Project

Project/Area Number 19K07556
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49050:Bacteriology-related
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

Shimizu Takashi  山口大学, 共同獣医学部, 准教授 (40320155)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords野兎病 / Francisella / カイコ / 細胞内増殖 / CRISPR / 野兎病菌 / francisella / Fransisera / tularemia / ペプチドグリカン / mltA / slt / 感染モデル / VI型分泌機構
Outline of Research at the Start

近年の大きな気候変動から節足動物媒介性細菌感染症の新興、再興が予想されるが、細菌の節足動物内での生存を可能とする仕組み(生存戦略)やヒトに対する病原性への影響はほとんど解明されていない。
本研究では、病原性微生物として野兎病菌を、節足動物としてカイコを使った感染モデル系を用いて、A. 微生物の節足動物内での生存戦略、B. 節足動物を経由することによるヒトに対する病原性への影響、C. ヒト細胞内での増殖メカニズムの3点に焦点を当て、そこに寄与する因子を同定することで、節足動物媒介性感染症の全貌に迫りたい。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to elucidate the mechanisms of growth within arthropods (silkworms) and host cells (including humans), using Francisella as a model for arthropod-borne pathogens.
The results revealed that the mltA gene of Francisella is essential for thebacteri to evade the arthropod immune system and to proliferate within arthropods. The slt gene was also found to be important for growth in human cells, bypassing the immune system and autophagy.
In addition, we used CRISPR gene editing to identify several candidate of host factors that are important for the infection of Francisella.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年の地球温暖化の影響で節足動物媒介性の感染症は拡大している。しかしながら節足動物媒介細菌感染症において、節足動物における最近の生存戦略や病原性への影響は殆ど解明されていない。本研究ではマダニ媒介性の野兎病菌(Francisella tularensis)を細菌モデルとして、カイコ(Bombyx mori)を節足動物モデルとして使用することにより、病原性細菌の節足動物内での生存戦略、ヒトを含む宿主細胞内での増殖メカニズムの一端を解明することに成功した。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Identification of Membrane-Bound Lytic Murein Transglycosylase A (MltA) as a Growth Factor for Francisella novicida in a Silkworm Infection Model2021

    • Author(s)
      Nakamura Takemasa、Shimizu Takashi、Inagaki Fumiya、Okazaki Shoma、Saha Shib Shankar、Uda Akihiko、Watanabe Kenta、Watarai Masahisa
    • Journal Title

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      Volume: 10 Pages: 581864-4

    • DOI

      10.3389/fcimb.2020.581864

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Soluble lytic transglycosylase SLT of Francisella novicida is involved in intracellular growth and immune suppression2019

    • Author(s)
      Nakamura Takemasa、Shimizu Takashi、Uda Akihiko、Watanabe Kenta、Watarai Masahisa
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Issue: 12 Pages: e0226778-e0226778

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0226778

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 宿主の遺伝子発現を調整する野兎病菌エフェクターIglCの解析2022

    • Author(s)
      清水 隆
    • Organizer
      第95回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 宿主遺伝子発現を調整する野兎病菌エフェクターの解析2021

    • Author(s)
      清水 隆
    • Organizer
      第164回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 野兎病菌病原因子の同定と機能解析2020

    • Author(s)
      清水 隆、仲村岳真、渡邉健太、 宇田晶彦、度会雅久
    • Organizer
      第163回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 野兎病菌Soluble lytic transglycosylase SLTは免疫抑制および細胞内増殖に関与する2020

    • Author(s)
      清水 隆、仲村岳真、渡邉健太、宇田晶彦、度会雅久
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] カイコ感染モデルを用いた野兎病菌病原因子の探索2019

    • Author(s)
      清水 隆、渡邉健太、宇田晶彦、度会雅久
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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